potensi tanah gambut, batu kapur, zeolit dan …eprints.uthm.edu.my/10253/1/mohd_arif_rosli.pdf ·...

POTENSI TANAH GAMBUT, BATU KAPUR, ZEOLIT DAN KARBON

TERAKTIF SEBAGAI PENJERAP KOMPOSIT UNTUK MERAWAT

LARUT RESAPAN

MOHD ARIF BIN ROSLI

Tesis ini dikemukakan sebagai

memenuhi syarat penganugerahan

Ijazah Doktor Falsafah

Fakulti Kejuruteraan Awam dan Alam Sekitar

Universiti Tun Hussein Onn Malaysia

SEPTEMBER 2017

iii

Untuk insan yang disayangi Ayahanda & Bonda,

(Hj. Rosli bin Lebai Shaari & Hjh. Chek Bi binti Ahmad)

isteri yang tercinta,

(Nirza Anas binti Abdull Azid)

anakanda yang dikasihi,

(Daris Isyraf bin Mohd Arif)

keluarga yang sentiasa bersama,

(Fazlina binti Rosli, Nur Hazwani binti Rosli & Ust. Al-Hafiz Muhamad Hazwan bin Rosli)

ibu bapa mertuaku,

(Abdull Azid bin Yusoff & Sharidah binti Hamzah)

serta

teman-teman dan rakan-rakan seperjuangan, jutaan terima kasih yang

tidak terhingga buat kalian semua atas bantuan dan dorongan yang

telah disumbangkan.

iv

PENGHARGAAN

“Dengan nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyanyang”

“Segala Puji dan Syukur bagi Allah Tuhan Semesta Alam, Selawat dan Salam

ke atas Junjungan Besar Nabi Muhammad S.A.W”

Bersyukur ke hadrat Allah S.W.T, di atas limpah kurnia dan izin-Nya dapat saya

menyiapkan keseluruhan penyelidikan dan penulisan tesis ini sebagai mana yang

dirancangkan. Terlebih dahulu, saya ingin mengambil kesempatan di sini untuk

merakamkan jutaan terima kasih kepada Prof. Madya Dr. Zawawi bin Daud selaku

penyelia utama, penyelia bersama; Prof. Hj. Ab Aziz bin Abdul Latiff, Prof. Madya

Dr. Adnan bin Zainorabidin dan juga Prof. Madya Dr. Azhar bin Abdul Halim.

Segala kerjasama daripada semua penolong jurutera Makmal Kejuruteraan

Persekitaran, Makmal Analitikal Persekitaran, Makmal Kejuruteraan Air Sisa, Pusat

Penyelidikan Pencemar Mikro (MPRC) dan Pusat Penyelidikan Tanah Lembut

(RECESS), FKAAS, UTHM, ahli-ahli Centre of Advanced Research for Integrated

Solid Waste Management (CARISMA) serta makmal-makmal lain yang tidak

dinyatakan di sini dan juga rakan-rakan seperjuangan terhadap kemurahan hati dan

bimbingan mereka semasa menjalankan penyelidikan saya. Ucapan terima kasih dan

penghargaan khusus kepada isteri tercinta, ibu-bapa dan semua keluarga yang telah

memberi sokongan yang tidak berbelah bahagi.

Melalui kesempatan ini juga, setinggi-tinggi penghargaan diucapkan kepada

mana-mana pihak yang membantu secara langsung atau tidak langsung dalam

menyiapkan penyelidikan ini terutamanya kepada pihak Kementerian Pelajaran

Tinggi Malaysia di bawah tajaan biasiswa MyBrain15 (MyPhD), pihak pengurusan

Tapak Pelupusan Simpang Renggam serta Perbadanan Pengurusan Sisa Pepejal dan

Pembersihan Awam (PPSPPA) Johor, Majlis Daerah Simpang Renggam (MDSR),

Johor dan juga kontraktor SWM Environment Sdn. Bhd. yang memberi kerjasama

dalam menjayakan penyelidikan ini. Akhir sekali penghargaan ditujukan kepada

Universiti Tun Hussein Onn Malaysia yang sudi menerima saya sebagai calon Ijazah

Doktor Falsafah.

v

ABSTRAK

Matlamat utama kajian ini adalah untuk menghasilkan bahan komposit baharu yang

terdiri daripada tanah gambut, batu kapur, zeolit dan karbon teraktif sebagai bahan

mentahnya untuk menjerap ammonia-nitrogen (NH3-N) dan permintaan oksigen

kimia (COD) secara serentak dari larut resapan stabil. Tahap kehidrofobikan

(penolakan air) ditentukan melalui kaedah masa penembusan titik air (WDPT) dan

sudut sentuhan air (WCA) untuk tanah gambut, batu kapur, zeolit dan karbon

teraktif. Nisbah optimum dijalankan melalui ujikaji penjerapan kelompok. Simen

Portland biasa (OPC) digunakan sebagai bahan pengikat sebanyak 40 peratus

(mengikut berat). Tanah gambut dan karbon teraktif dikategorikan sebagai penjerap

hidrofobik di mana nisbah optimum adalah 1.5:2.5. Batu kapur dan zeolit

dikategorikan sebagai penjerap hidrofilik di mana nisbah optimum adalah 15:25.

Nisbah optimum untuk penjerap hidrofobik dan hidrofilik telah dipilih sebagai 4:4

sesuai dengan tingkah laku penjerapan NH3-N dan COD ke atas penjerap. Pencirian

penjerap komposit telah dilakukan dengan menggunakan pendarkilau sinar-x (XRF),

spektroskopi inframerah transformasi (FTIR), mikroskop imbasan elektron (SEM),

luas permukaan Brunauer Emmett Teller (BET), titratan Boehm dan pH di caj titik

sifar (pHzpc). Analisis XRF bagi penjerap komposit menunjukkan kehadiran kalsium

oksida dan silika oksida yang tinggi sebagai sebatian utama. Kumpulan-kumpulan

berfungsi utama dalam penjerap komposit adalah O-H, N-H, O-C, C-N, C-O dan

Si-O-Si. Analisis SEM mendedahkan bahawa penjerap komposit mempunyai

permukaan liang yang heterogen dan kasar. Luas permukaan BET penjerap komposit

adalah 105.96 m2/g. Kumpulan berfungsi permukaan jelas menunjukkan bahawa

jumlah kumpulan asas lebih tinggi daripada jumlah kumpulan berasid. pHzpc untuk

penjerap komposit adalah pada pH 11.25 di mana caj permukaannya adalah

seimbang. Kesan kelajuan goncangan, masa sentuhan, pH, saiz partikel dan dos

penjerap pada penyingkiran NH3-N dan COD telah diukur. Penjerap komposit telah

digunakan dalam kajian isoterma penjerapan NH3-N dan COD dalam larut resapan

vi

Simpang Renggam pada keadaan optimum kelajuan goncangan 200 rpm, masa

sentuhan 120 minit, pH 7 dan saiz partikel 2.36-3.35 mm. Kapasiti penjerapan untuk

kesemua parameter (dalam mg/g) masing-masing 26.18 dan 47.39. Kajian

perbandingan menunjukkan kapasiti penjerapan penjerap komposit terhadap NH3-N

dan COD adalah lebih baik daripada zeolit dan karbon teraktif. Kajian kinetik

penjerapan mendapati penjerap komposit mengikut hampir kesemua model yang

dikaji iaitu pseudo-tertib pertama, pseudo-tertib kedua, Elovich dan pembauran

intra-partikel dengan model pseudo-tertib kedua adalah paling dominan untuk

keseluruhan parameter. Keadaan ini menunjukkan kemungkinan penentu langkah

kawalan kadar adalah secara penjerapan kimia. Kajian penjerapan turus lapisan tetap

menunjukkan penyingkiran sebanyak 99% untuk NH3-N manakala 98% untuk COD.

Kapasiti bulus dan masa tepu didapati makin berkurangan dengan berlakunya

peningkatan terhadap kadar aliran. Data ujikaji lebih mengikut model Thomas dan

model Yoon-Nelson berbanding model Adams-Bohart. Penjerap komposit boleh

digunakan semula selepas menjana semula dengan larutan NaCl 0.5 M pada pH 12

(dilaras dengan NaOH 1 M) dengan kapasiti penjerapan NH3-N dan COD (dalam

mg/L) masing-masing 34.13 dan 33.22. Oleh itu, penjerapan NH3-N dan COD ke

atas penjerap komposit yang didorong oleh tanah gambut, batu kapur, zeolit dan

karbon teraktif mempunyai potensi yang besar untuk rawatan larut resapan stabil dari

tapak pelupusan.

vii

ABSTRACT

The aim of this study was to produce a novel composite material made up of peat,

limestone, zeolite and activated carbon as a starting material for adsorbing

ammonia-nitrogen (NH3-N) and chemical oxygen demand (COD) simultaneously

from stabilized landfill leachate. The level of hydrophobicity was measured by the

water drop penetration time (WDPT) and water contact angle (WCA) method for

activated carbon, peat, zeolite and limestone. The optimum ratio was predicted by

mean of a batch equilibrium experiments. Ordinary Portland cement (OPC) was used

as a binder at 40 percent by weight. Activated carbon and peat was grouped as a

hydrophobic adsorbent where the optimum ratio was 2.5:1.5. Zeolite and limestone

was in hydrophilic adsorbent group which the best ratio was 25:15. The ratio for

hydrophobic and hydrophilic adsorbent had been chosen as 4:4 accordingly to

adsorption behavior of NH3-N and COD to the media. Characterization of composite

adsorbent were done using x-ray fluorescence (XRF), fourier transform infrared

(FTIR), scanning electron microscopy (SEM), Brunauer Emmett Teller (BET)

surface area, Boehm titration and pH at zero-point charge (pHzpc). The XRF analysis

of composite adsorbent shows the high presence of calcium oxide and silica oxide as

main compound. The main functional groups in the composite adsorbent were O-H,

N-H, O-C, C-N, C-O and Si-O-Si. The SEM analysis revealed that the composite

adsorbent has heterogeneous pores and rough surface. The BET surface area of

composite adsorbent was 105.96 m2/g. Surface functional group clearly indicates that

the total basic groups are slightly greater than the total acid groups. The pHzpc

experiment showing that at pH 11.25 its electric surface charge is zero. The effects of

shaking speed, contact time, pH, particle size and adsorbent dosage on the adsorptive

removal of NH3-N and COD were quantified. The composite adsorbent was used in

the isotherm study for NH3-N and COD in Simpang Renggam leachate at optimum

shaking speed of 200 rpm, contact time of 120 minutes, pH of 7 and 2.36–3.35 mm

of particle size. The respective adsorption capacity for each parameter was 26.18 and

viii

47.39 (mg/g) in respectively. Comparative study indicated that the adsorption

capacity of composite adsorbent on NH3-N and COD was higher than zeolite and

activated carbon. Findings on the kinetic studies revealed that the composite

adsorbent followed almost all the kinetic models namely pseudo-first order,

pseudo-second order, Elovich and intra-particle diffusion, with pseudo-second order

being the most dominant. It can be described that the possibility of the rate limiting

step may be chemisorption. The column adsorption studies indicated that the removal

can reach up to 99% for NH3-N and 98% for COD. The breakthrough capacity and

the saturation time decreased with the increase of flow rate. Thomas and

Yoon-Nelson models gave better fit compared Adams-Bohart to the experimental

data. Composite adsorbent was able to be reused after regeneration process using

NaCl 0.5 M at pH 12 (adjusted by NaOH 1M) with adsorption capacites NH3-N and

COD were 34.13 and 33.22 (mg/g) in respectively. Consequently, the adsorption of

NH3-N and COD onto the composite adsorbent driven from peat, limestone, zeolite

and activated carbon has a great potential for treatment of stabilized landfill leachate.

ix

KANDUNGAN

TAJUK i

PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vii

KANDUNGAN ix

SENARAI JADUAL xvii

SENARAI RAJAH xxi

SENARAI SINGKATAN xxxi

SENARAI SIMBOL xxxiii

SENARAI LAMPIRAN xxxv

BAB 1 PENGENALAN 1

1.1 Pendahuluan 1

1.2 Penyataan masalah 4

1.3 Objektif kajian 5

1.4 Skop kajian 6

1.5 Kepentingan kajian 9

1.6 Struktur tesis 9

BAB 2 KAJIAN LITERATUR 11

2.1 Pengenalan 11

2.2 Larut resapan 11

x

2.2.1 Penjanaan larut resapan di tapak pelupusan 12

2.2.2 Penguraian larut resapan 13

2.2.3 Ciri-ciri larut resapan 16

2.2.3.1 Sebatian organik 18

2.2.3.2 Ammonia nitrogen 20

2.2.4 Kesan larut resapan terhadap alam sekitar 22

2.3 Pertukaran ion 23

2.4 Penjerapan 25

2.4.1 Mekanisma penjerapan 25

2.4.2 Penjerapan fizikal 26

2.4.3 Penjerapan kimia 28

2.4.4 Keseimbangan penjerapan 29

2.4.5 Isoterma penjerapan 30

2.4.5.1 Isoterma penjerapan Langmuir 31

2.4.5.2 Isoterma penjerapan Freundlich 32

2.4.6 Kinetik penjerapan 34

2.4.7 Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar

penjerapan

39

2.4.7.1 Luas permukaan dan saiz partikel

penjerap

40

2.4.7.2 pH 41

2.4.7.3 Suhu 42

2.4.7.4 Dos penjerap 45

2.4.7.5 Masa sentuhan 45

2.4.7.6 Kelajuan goncangan 45

2.4.7.7 Keadaan media dijerap 46

2.4.7.8 Pembasahan permukaan dan sudut

sentuhan

46

2.4.7.9 Kompleks penerima-penderma elektron 47

2.4.7.10 Kebolehlarutan dan tegangan

permukaan pelarut

47

2.4.7.11 Saiz molekul 48

2.4.8 Sistem penjerapan 48

xi

2.4.8.1 Sistem penjerapan kelompok 48

2.4.8.2 Sistem penjerapan turus lapisan tetap 49

2.4.8.3 Model masa sentuhan lapisan kosong 52

2.4.8.4 Model kinetik penjerapan turus 53

2.4.8.4.1 Model Thomas 53

2.4.8.4.2 Model Yoon–Nelson 54

2.4.8.4.3 Model Adams–Bohart 54

2.4.8.5 Penjanaan semula 55

2.5 Bahan penjerap 57

2.5.1 Ciri-ciri penjerap 58

2.5.1.1 Luas permukaan 58

2.5.1.2 Isipadu liang 58

2.5.1.3 Nombor iodin 59

2.5.1.4 Nombor metilena biru 60

2.5.1.5 Kumpulan berfungsi permukaan 61

2.5.1.6 Kapasiti pertukaran kation 62

2.5.2 Bahan penjerap hidrofobik dan hidrofilik 62

2.5.2.1 Bahan penjerap hidrofobik 65

2.5.2.1.1 Karbon teraktif 65

2.5.2.1.2 Tanah gambut 70

2.5.2.2 Bahan penjerap hidrofilik 74

2.5.2.2.1 Zeolit 74

2.5.2.2.2 Batu kapur 79

2.6 Bahan komposit sebagai penjerapan 82

2.7 Piawaian kualiti larut resapan di Malaysia 85

2.8 Kesimpulan dan hala tuju penyelidikan 86

BAB 3 METODOLOGI 87

3.1 Pengenalan 87

3.2 Persampelan dan pencirian 89

3.2.1 Larut resapan 89

3.2.1.1 Lokasi persampelan 89

3.2.1.2 Persampelan 91

3.2.1.3 Kaedah analitikal 92

xii

3.2.1.4 Peralatan dan radas 92

3.2.1.4.1 Reagen/bahan kimia 92

3.2.1.4.2 Peralatan 92

3.2.1.5 Kaedah pencucian alatan radas untuk

analisis

94

3.2.1.6 Penyediaan stok larutan dan larutan

kimia

94

3.3 Bahan penjerap 95

3.3.1 Penyediaan bahan penjerap 95

3.3.1.1 Pencirian bahan penjerap 96

3.3.1.1.1 Analisis masa penembusan

titik air

97

3.3.1.1.2 Analisis sudut sentuhan air 98

3.3.1.1.3 Ketumpatan karbon teraktif,

tanah gambut, batu kapur

dan zeolit

98

3.3.1.1.4 Analisis pendarkilau sinar-x 99

3.4 Penyediaan penjerap komposit 99

3.4.1 Nisbah optimum bahan penjerap 99

3.4.2 Bahan pengikat 101

3.4.3 Kajian perbandingan antara media (saiz partikel

bahan penjerap)

103

3.4.4 Pencirian penjerap komposit 104

3.4.4.1 Analisis pH penjerap 105

3.4.4.2 Analisis spesifik graviti 105

3.4.4.3 Analisis luas permukaan BET 106

3.4.4.4 Analisis nombor iodin 106

3.4.4.5 Analisis nombor metilena biru 107

3.4.4.6 Analisis porositi dan keserapan air 108

3.4.4.7 Analisis pH di caj titik sifar 109

3.4.4.8 Analisis titratan Boehm 109

3.4.4.9 Analisis kapasiti pertukaran kation 111

3.4.4.10 Analisis spektroskopi inframerah

xiii

transformasi 112

3.4.4.11 Analisis mikroskop imbasan elektron 112

3.5 Ujikaji penjerapan kelompok 112

3.5.1 Reka bentuk ujikaji penjerapan kelompok untuk

pengoptimuman kelajuan goncangan, masa

sentuhan, pH, saiz partikel dan dos penjerap

112

3.5.2 Analisis data kecekapan penjerapan kelompok 113

3.5.3 Kesan kelajuan goncangan 115

3.5.4 Kesan masa sentuhan 115

3.5.5 Kesan pH 116

3.5.6 Kesan saiz partikel 117

3.5.7 Kesan dos penjerap 117

3.5.8 Kajian isoterma penjerapan 118

3.5.9 Kajian kinetik penjerapan 119

3.5.10 Kajian perbandingan isoterma dan kinetik

penjerapan

119

3.5.11 Nyaherapan dan penjanaan semula secara

kelompok

121

3.6 Ujikaji penjerapan turus lapisan tetap 121

3.6.1 Pencirian fizikal turus penjerapan lapisan tetap 121

3.6.1.1 Penentuan ketumpatan pukal 121

3.6.1.2 Penentuan lompang 122

3.6.2 Reka bentuk penjerapan turus lapisan tetap 122

3.6.2.1 Penentuan masa sentuhan lapisan

kosong

122

3.6.2.2 Penentuan kadar penurasan 123

3.6.2.3 Penyediaan turus penjerapan lapisan

tetap

123

3.6.2.4 Kesan penjerapan dengan kadar aliran

yang berbeza

124

3.6.3 Nyaherapan dan penjanaan semula secara turus 125

3.7 Analisis statistik 125

BAB 4 KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN 126

xiv

4.1 Pengenalan 126

4.2 Pencirian larut resapan 126

4.3 Pencirian bahan penjerapan 128

4.3.1 Analisis masa penembusan titik air 128

4.3.2 Analisis sudut sentuhan air 129

4.3.3 Analisis ketumpatan penjerap 130

4.3.4 Analisis pendarkilau sinar-x 131

4.3.4.1 Tanah gambut 131

4.3.4.2 Batu kapur 132

4.3.4.3 Zeolit 133

4.3.4.4 Karbon teraktif 133

4.4 Pencirian penjerap komposit 134

4.4.1 Nisbah optimum 134

4.4.1.1 Nisbah optimum bahan penjerap

hidrofobik

134

4.4.1.2 Nisbah optimum bahan penjerap

hidrofilik

136

4.4.1.3 Nisbah optimum gabungan bahan

penjerap hidrofobik-hidrofilik

137

4.4.1.4 Nisbah optimum bahan pengikat-bahan

penjerap

139

4.4.1.5 Penentuan saiz partikel bahan penjerap 143

4.4.2 Pencirian penjerap komposit sebelum penjerapan

dan selepas penjerapan

145

4.4.2.1 Pencirian penjerap komposit baharu 145

4.5 Ujikaji penjerapan kelompok 150

4.5.1 Kesan parameter optimum 150

4.5.1.1 Kesan kelajuan goncangan terhadap

penyingkiran dan kapasiti penjerapan

NH3-N dan COD

150

4.5.1.2 Kesan masa sentuhan terhadap


NH3-N dan COD

152

xv

4.5.1.3 Kesan pH terhadap penyingkiran dan

kapasiti penjerapan NH3-N dan COD

153

4.5.1.4 Kesan saiz partikel terhadap


NH3-N dan COD

155

4.5.1.5 Kesan dos penjerap terhadap


NH3-N dan COD

157

4.5.2 Kajian isoterma penjerapan komposit 158

4.5.3 Kajian kinetik penjerapan penjerap komposit 160

4.5.4 Kajian perbandingan isoterma dan kinetik

penjerapan antara penjerap-penjerap

164

4.5.4.1 Perbandingan isoterma penjerapan

penjerap komposit dengan zeolit,

karbon teraktif, campuran karbon

teraktif-zeolit dan komposit menjana

semula terhadap NH3-N dan COD

164

4.5.4.2 Perbandingan kinetik penjerapan

penjerap komposit dengan zeolit,

karbon teraktif dan campuran karbon

teraktif-zeolit terhadap NH3-N dan

COD

168

4.5.5 Menjana semula penjerap komposit secara

kelompok

176

4.5.5.1 Pemilihan larutan menjana semula 176

4.6 Ujikaji penjerapan turus lapisan tetap 177

4.6.1 Kesan kadar aliran yang berbeza terhadap

lengkung bulus bagi NH3-N dan COD ke atas

penjerap komposit

177

4.6.2 Analisis model kinetik penjerapan lengkung bulus 179

4.7 Nyaherapan dan menjana semula penjerap komposit secara

turus

186

4.7.1 Penjerapan semula penjerap komposit menjana

xvi

semula secara turus 189

4.7.1.1 Perbandingan penjerap komposit baharu

dengan penjerap komposit menjana

semula terhadap penyingkiran NH3-N

dan COD

191

4.8 Pematuhan piawaian 193

BAB 5 KESIMPULAN DAN CADANGAN 195

5.1 Kesimpulan 195

5.2 Cadangan kajian masa hadapan 197

RUJUKAN 198

LAMPIRAN 217

xvii

SENARAI JADUAL

1.1 Bahan penjerap yang digunakan dalam

penjerapan larut resapan

2

1.2 Julat bekerja bagi parameter optimum untuk

NH3-N dan COD

7

2.1 Bahan-bahan pencemar dalam larut resapan di

tapak pelupusan

18

2.2 Kestabilan tapak pelupusan mengikut nisbah

BOD5/COD

18

2.3 Ciri-ciri penting bagi penjerapan fizikal dan

kimia

28

2.4 Parameter-parameter umum isoterma

penjerapan

30

2.5 Isoterma penjerapan NH3-N dan COD ke atas

pelbagai penjerap dari larut resapan

33

2.6 Model kinetik penjerapan NH3-N dan COD ke

atas pelbagai penjerap dari larut resapan

39

2.7 Hubungan antara ketiga-tiga parameter

termodinamik (perubahan entalpi, entropi dan

tenaga bebas

44

2.8 Bahan-bahan penjerap konvensional yang biasa

digunakan dalam rawatan air sisa

57

2.9 Ringkasan rawatan air sisa dan larut resapan

menggunakan karbon teraktif oleh penyelidik

terdahulu

68

2.10 Ringkasan rawatan air sisa dan larut resapan

menggunakan tanah gambut oleh penyelidik

xviii

terdahulu 73

2.11 Ringkasan rawatan air, air sisa dan larut

resapan menggunakan zeolit (klinoptilolit) oleh

penyelidik terdahulu

77

2.12 Ringkasan rawatan air, air sisa dan larut

resapan menggunakan batu kapur

81

2.13 Kajian terdahulu penggunaan media komposit

sebagai penjerap dalam rawatan air sisa dan

larut resapan

84

2.14 Syarat-syarat yang boleh diterima pakai untuk

pelupusan larut resapan

85

3.1 Kaedah-kaedah pencirian larut resapan 92

3.2 Senarai bahan kimia yang digunakan 93

3.3 Senarai peralatan yang digunakan 93

3.4 Bahan-bahan yang digunakan dalam

pembuatan penjerap komposit

95

3.5 Kategori bahan penjerap yang digunakan dalam

penyediaan penjerap komposit

95

3.6 Kaedah-kaedah pencirian bahan penjerap

hidrofobik dan hidrofilik

97

3.7 Klasifikasi masa penembusan titisan air

berdasarkan kepada sudut sentuhan

97

3.8 Klasifikasi sudut sentuhan air 98

3.9 Bahan penjerap hidrofobik; karbon teraktif

(KT)-tanah gambut (TG)

100

3.10 Bahan penjerap hidrofilik; zeolit (ZEO)-batu

kapur (BK)

101

3.11 Gabungan bahan penjerap hidrofobik-hidrofilik 101

3.12 Peratusan bahan pengikat-bahan penjerap

dalam penjerap komposit

102

3.13 Kaedah-kaedah pencirian penjerap komposit 104

3.14 Kesan kelajuan goncangan terhadap proses

penjerapan komposit

115

xix

3.15 Kesan masa sentuhan terhadap proses

penjerapan komposit

116

3.16 Kesan pH terhadap proses penjerapan komposit 116

3.17 Kesan saiz partikel terhadap proses penjerapan

komposit

117

3.18 Kesan dos penjerap terhadap proses penjerapan

komposit

118

3.19 Parameter operasi bagi kajian isoterma

penjerapan komposit

118

3.20 Parameter operasi bagi kajian kinetik

penjerapan komposit

119

3.21 Parameter operasi bagi kajian perbandingan

isoterma dan kinetik penjerapan

120

3.22 Data parameter ujikaji turus penjerapan lapisan

tetap

124

4.1 Ciri-ciri larut resapan stabil dari Tapak

Pelupusan Simpang Renggam (TPSR) (Mac

2014 hingga Mac 2016)

127

4.2 Ketumpatan bahan-bahan penjerap (saiz yang

digunakan, 150 µm)

131

4.3 Komposisi kimia tanah gambut 132

4.4 Spesifikasi kimia batu kapur 132

4.5 Spesifikasi zeolit 133

4.6 Spesifikasi karbon teraktif 134

4.7 Nilai bahan-bahan penjerap untuk penyediaan

50 kg penjerap komposit berdasarkan nisbah

peratusan bahan pengikat-bahan penjerap

(40:60)

143

4.8 Ciri-ciri fizikal-kimia penjerap komposit

baharu

145

4.9 Frekuensi spektrum FTIR yang berhubungan

dengan kumpulan berfungsi sebelum

penjerapan dan selepas penjerapan oleh

xx

penjerap komposit 149

4.10 Nilai pemalar-pemalar bagi isoterma

penjerapan Langmuir dan Freundlich untuk

NH3-N dan COD terhadap penjerap komposit

160

4.11 Nilai pemalar-pemalar bagi model kinetik

pseudo-tertib pertama, pseudo-tertib kedua,

Elovich dan pembauran intra-partikel untuk


163

4.12 Nilai pekali sekaitan dan pemalar isoterma

Langmuir dan Freundlich NH3-N dan COD

terhadap penjerap komposit, zeolit, karbon

teraktif, campuran karbon teraktif-zeolit

(KT:ZEO) (4:4) dan komposit menjana semula

167

4.13 Perbandingan kinetik penjerapan komposit

dengan zeolit, karbon teraktif dan campuran

karbon teraktif-zeolit terhadap NH3-N dan

COD berdasarkan persamaan kinetik

pseudo-tertib pertama, pseudo-tertib kedua,

Elovich dan pembauran intra-partikel

175

4.14 Peratus nyahjerapan NH3-N dan COD daripada

penjerap komposit yang digunakan semula

176

4.15 Nilai pekali sekaitan dan pemalar model

Thomas, Yoon-Nelson dan Adams-Bohart bagi

NH3-N dan COD ke atas penjerap komposit

untuk kadar aliran yang berbeza (isipadu turus

= 0.34 L, ketinggian kedalaman lapisan = 27

cm, saiz partikel = 2.36 - 3.35 mm, pH 7)

185

4.16 Perbandingan parameter turus penjerapan NH3-

N dan COD antara penjerap komposit baharu

dengan penjerap komposit menjana semula

191

4.17 Perbandingan hasil efluen antara penjerap

komposit baharu dengan komposit menjana

semula dengan piawaian daripada JAS

194

xxi

SENARAI RAJAH

2.1 Gambarajah skematik larut resapan 13

2.2 Tahap-tahap utama penguraian bahan-bahan

organik dalam larut resapan

14

2.3 Perubahan fasa-fasa yang berturutan dalam

larut resapan

15

2.4 Gambaran yang menunjukkan amaun bahan

pencemar dalam larut resapan

17

2.5 Laluan transformasi nitrogen yang berpotensi

secara umumnya berlaku dalam tapak

pelupusan

20

2.6 Proses ammonifikasi (deaminasi) 21

2.7 Keseimbangan proses pertukaran ion 24

2.8 Syarat-syarat asas penjerapan 25

2.9 Mekanisma penjerapan 26

2.10 Penjerapan oleh penjerap karbon teraktif 27

2.11 Bentuk-bentuk umum isoterma penjerapan 30

2.12 Komposisi ammoniakal nitrogen dalam

larutan akuas terhadap pH

42

2.13 Plot terhadap kapasiti penjerapan, qe melawan

suhu, T (K) untuk penjerapan fizikal dan

kimia

43

2.14 Urutan kelangsungan penjerapan dalam turus

lapisan tetap

50

2.15 Ciri-ciri lengkung bulus semasa proses

penjerapan dalam turus lapisan tetap terhadap

masa

51

xxii

2.16 Skematik struktur liang-liang penjerap karbon

teraktif yang berbeza: (a) berbutir dan (b)

bergentian

59

2.17 Kumpulan berfungsi permukaan penjerap

karbon teraktif

61

2.18 Gambarajah sudut sentuhan yang dibentuk

melalui titik air kaedah ‘sessile’ ke atas

permukaan pepejal menunjukkan tenaga

permukaan antara muka yang terlibat

64

3.1 Carta alir aktiviti keseluruhan kajian 88

3.2 Peta lokasi persampelan larut resapan 90

3.3 Kolam pengumpulan dan persampelan larut

resapan TPSR

91

3.4 Bahan-bahan penjerap yang dikisar menjadi

serbuk (<150 µm) sebelum penyediaan

penjerap komposit

96

3.5 Carta alir penyediaan penjerap komposit 102

3.6 Penjerap komposit bersaiz 2.36 - 3.35 mm

yang sedia digunakan

103

3.7 Perwakilan skematik untuk klasifikasi bagi

titratan Boehmn

110

3.8 Gambarajah skematik larut resapan semasa

proses penggoncangan

113

3.9 Gambarajah aliran skematik sistem turus

penjerapan lapisan tetap (persampelan efluen

dilakukan pada takat A hingga B)

123

4.1 Ujikaji WDPT bagi tanah gambut, zeolit dan

karbon teraktif

129

4.2 Bayangan sudut sentuhan; (a) tanah gambut,

(b) batu kapur, (c) zeolit dan (d) karbon

teraktif

130

4.3 Nisbah optimum bahan penjerap hidrofobik

(karbon teraktif dengan tanah gambut)

xxiii

berdasarkan penjerapan NH3-N dan COD

(100 mL larut resapan, kelajuan goncangan =

200 rpm, masa sentuhan = 40 minit (NH3-

N)/120 minit (COD), saiz partikel <150 µm,

pH = 7)

135

4.4 Nisbah optimum bahan penjerap hidrofilik

(zeolit dengan batu kapur) berdasarkan

penjerapan NH3-N dan COD (100 mL larut

resapan, kelajuan goncangan = 200 rpm, masa

sentuhan = 40 minit (NH3-N)/120 minit

(COD), saiz partikel <150 µm, pH = 7)

136

4.5 Nisbah optimum bahan penjerap hidrofobik-

hidrofilik berdasarkan penjerapan NH3-N dan

COD (100 mL larut resapan, kelajuan

goncangan = 200 rpm, masa sentuhan = 40

minit (NH3-N)/120 minit (COD), saiz partikel

<150 µm, pH = 7)

137

4.6 Penyingkiran dan kapasiti penjerapan NH3-N

oleh media komposit dengan nisbah A dan

nisbah B seperti dalam Rajah 4.5 (100 mL

larut resapan, kelajuan goncangan = 200 rpm,

masa sentuhan = 40 minit, saiz partikel = 2.36

- 3.35 mm, pH = 7)

138

4.7 Penyingkiran dan kapasiti penjerapan COD


nisbah B seperti dalam Rajah 4.5 (100 mL

larut resapan, kelajuan goncangan = 200 rpm,

masa sentuhan = 120 minit, saiz partikel =

2.36 - 3.35 mm, pH = 7)

139

4.8 Kesan komposisi bahan pengikat-bahan

penjerap terhadap penyingkiran dan kapasiti

penjerapan NH3-N dan COD (100 mL larut


xxiv

sentuhan = 40 minit (NH3-N)/120 minit

(COD), saiz partikel = 2.36 - 3.35 mm,

pH = 7)

140

4.9 Kesan peratusan kandungan bahan

pengikat-bahan penjerap terhadap porositi

penjerap komposit

141

4.10 Kesan peratusan kandungan bahan

pengikat-bahan penjerap terhadap penyerapan

air penjerap komposit

141

4.11 Peratusan bahan pengikat-bahan penjerap

berdasarkan peratusan penjerap yang hancur

(melepasi ayakan bersaiz 2.36 mm) (100 mL

larut resapan, kelajuan goncangan maksimum

= 300 rpm, masa sentuhan = 120 minit, saiz

partikel = 2.36 - 3.35 mm, pH = 7)

142

4.12 Kesan saiz partikel bahan penjerap permulaan

yang berbeza terhadap penyingkiran dan

kapasiti penjerapan NH3-N (100 mL larut


sentuhan = 40 minit, pH = 7)

144

4.13 Kesan saiz partikel bahan penjerap permulaan

yang berbeza terhadap penyingkiran dan

kapasiti penjerapan COD (100 mL larut


sentuhan = 120 minit, pH = 7)

144

4.14 Perbandingan nilai kapasiti pertukaran kation

(KPK) antara penjerap komposit baharu,

komposit regenerasi (menjana semula), zeolit

dan karbon teraktif

146

4.15 pH di caj titik sifar penjerap komposit 147

4.16 Spektrum FTIR ke atas penjerap komposit (a)

sebelum penjerapan dan (b) selepas

penjerapan terhadap penjerap komposit

148

xxv

4.17 Mikrograf SEM (a) sebelum penjerapan (b)

selepas penjerapan ke atas penjerap komposit

150

4.18 Kesan kelajuan goncangan terhadap peratus

penyingkiran dan kapasiti penjerapan NH3-N

dan COD ke atas penjerap komposit (masa

sentuhan NH3-N = 40 min/COD = 120 min,

pH = 7, saiz partikel = 2.36 - 3.35 mm dan

dos penjerap = 5g)

151

4.19 Kesan masa sentuhan terhadap peratus


ke atas penjerap komposit (kelajuan

goncangan = 200 rpm, pH = 7, saiz partikel =

2.36 - 3.35 mm dan dos penjerap = 5g)

152

4.20 Kesan masa sentuhan terhadap peratus

penyingkiran dan kapasiti penjerapan COD ke

atas penjerap komposit (kelajuan goncangan

= 200 rpm, pH = 7, saiz partikel = 2.36 - 3.35

mm dan dos penjerap = 5g)

153

4.21 Kesan pH terhadap peratus penyingkiran dan

kapasiti penjerapan NH3-N dan COD ke atas

penjerap komposit (kelajuan goncangan = 200

rpm, masa sentuhan NH3-N = 40 min/COD =

120 min, saiz partikel = 2.36 - 3.35 mm, dos

penjerap = 5g)

155

4.22 Kesan saiz partikel terhadap peratus


dan COD ke atas penjerap komposit (kelajuan

goncangan = 200 rpm, masa sentuhan NH3-N

= 40 min/COD = 120 min, pH = 7, dos

penjerap = 5g)

156

4.23 Kesan dos penjerap terhadap peratus


dan COD ke atas penjerap komposit (kelajuan

xxvi

goncangan = 200 rpm, masa sentuhan NH3-N

= 40 min/COD = 120 min, pH = 7, saiz

partikel = 2.36 - 3.35 mm)

157

4.24 Plot linear isoterma penjerapan Langmuir


159

4.25 Plot linear isoterma penjerapan Freundlich


159

4.26 Plot linear persamaan pseudo-tertib pertama


161

4.27 Plot linear persamaan pseudo-tertib kedua


162

4.28 Plot linear persamaan Elovich NH3-N dan

COD terhadap penjerap komposit

162

4.29 Plot linear persamaan pembauran intra-

partikel NH3-N dan COD terhadap penjerap

komposit

163


NH3-N terhadap penjerap komposit, zeolit,

karbon teraktif, campuran karbon teraktif-

zeolit (KT:ZEO) (4:4) dan komposit menjana

semula

165


COD terhadap penjerap komposit, zeolit,



semula

165


NH3 terhadap penjerap komposit, zeolit,



semula

166



xxvii



semula

166

4.34 Kinetik penjerapan NH3-N dalam larut

resapan terhadap penjerap komposit, zeolit,

karbon teraktif dan campuran karbon teraktif-

zeolit (KT:ZEO) (4:4)

168

4.35 Kinetik penjerapan COD dalam larut resapan


teraktif dan campuran karbon teraktif-zeolit

(KT:ZEO) (4:4)

169





169





170





170





171

4.40 Plot linear persamaan Elovich NH3-N


teraktif dan campuran karbon teraktif-zeolit

(KT:ZEO) (4:4)

171

4.41 Plot linear persamaan Elovich COD terhadap

penjerap komposit, zeolit, karbon teraktif dan

xxviii

campuran karbon teraktif-zeolit (KT:ZEO)

(4:4)

172


partikel NH3-N terhadap penjerap komposit,

zeolit, karbon teraktif dan campuran karbon

teraktif-zeolit (KT:ZEO) (4:4)

172


partikel COD terhadap penjerap komposit,

zeolit, karbon teraktif dan campuran karbon

teraktif-zeolit (KT:ZEO) (4:4)

173

4.44 Kesan kadar aliran yang berbeza terhadap

lengkung bulus bagi NH3-N ke atas penjerap

komposit (isipadu turus = 0.34 L, ketinggian

kedalaman lapisan = 27 cm, kadar alir = 1.5

mL/min, pH 7)

177

4.45 Kesan kadar aliran yang berbeza terhadap

lengkung bulus bagi COD ke atas penjerap

komposit (isipadu turus = 0.34 L, ketinggian

kedalaman lapisan = 27 cm, kadar alir = 1.5

mL/min, pH 7)

178

4.46 Kesan kadar aliran ke atas penjerap komposit

terhadap kapasiti bulus dan masa bulus tepu

(isipadu turus = 0.34 L, ketinggian kedalaman

lapisan = 27 cm, kadar alir = 1.5 mL/min, pH

7)

178

4.47 Plot linear persamaan Thomas bagi NH3-N

terhadap penjerap komposit untuk kadar

aliran yang berbeza

181

4.48 Plot linear persamaan Thomas bagi COD

terhadap penjerap komposit

182

4.49 Plot linear persamaan Yoon-Nelson bagi

NH3-N terhadap penjerap komposit

182

4.50 Plot linear persamaan Yoon-Nelson bagi

xxix

COD terhadap penjerap komposit 183

4.51 Plot linear persamaan Adams-Bohart bagi

NH3-N terhadap penjerap komposit

183

4.52 Plot linear persamaan Adams-Bohart bagi

penyingkiran COD terhadap penjerap

komposit

184

4.53 Kepekatan NH3-N dan COD dalam efluen

semasa nyaherapan menggunakan larutan

NaCl 0.5 M pada pH 12 (isipadu turus = 0.34

L, ketinggian kedalaman lapisan = 27 cm,

kadar alir = 1.5 mL/min)

187

4.54 Corak kepekatan NH3-N dan pH dalam efluen

semasa nyaherapan

187

4.55 Corak kepekatan COD dan pH dalam efluen

semasa nyaherapan

188

4.56 Sekaitan antara kepekatan NH3-N dan COD

terhadap pH efluen semasa proses nyaherapan

turus penjerapan

188

4.57 Lengkung bulus penjerapan semula NH3-N

dan COD ke atas penjerap komposit yang

telah menjalani proses menjana semula

189

4.58 Plot linear persamaan Thomas bagi NH3-N

dan COD penjerap komposit menjana semula

(isipadu turus = 0.34 L, ketinggian kedalaman

lapisan = 27 cm, kadar alir = 1.5 mL/min, pH

12)

190

4.59 Perbandingan penjerapan NH3-N ke atas

penjerap komposit menjana semula dengan

penjerap komposit baharu

192

4.60 Perbandingan penjerapan COD ke atas

penjerap komposit menjana semula dengan

penjerap komposit baharu

192

4.61 Contoh penentuan masa bulus, t untuk isipadu

xxx

lapisan penjerapan tetap, V = 0.34L,

ketinggian kedalaman lapisan = 27 cm dan

kadar aliran volumetrik yang dimalarkan, Q =

1.5 mL/min

193

xxxi

SENARAI SINGKATAN

AC - Activated Carbon

APHA - American Public Health Association

ASTM - American Society for Testing and Materials

ATR - Attenuated Total Reflection

AWWA - American Water Works Association

BET - Brunauer, Emmet, Teller

BK - Batu Kapur

BOD - Permintaan Oksigen Biokimia

BS - British Standards

CCD - Charge-Coupled Device

COD - Permintaan Oksigen Kimia

EBCT - Empty Bed Contact Time

FA - Asid Fulvik

Fe - Ferum

FKAAS - Fakulti Kejuruteraan Awam dan Alam Sekitar

FTIR - Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier

GAC - Granular Activated Carbon

HA - Asid Humik

HCl - Asid Hidroklorik

JAS - Jabatan Alam Sekitar

KPK - Kapasiti Pertukaran Kation

KT - Karbon Teraktif

LOI - Loss of Ignition

MPRC - Pusat Penyelidikan Pencemar Mikro

MSW - Municipal Solid Waste

MTZ - Mass Transfer Zone

xxxii

NaCl - Natrium Klorida

NaOH - Natrium Hidroksida

NH3-N - Ammonia-Nitrogen

OPC - Simen Portland Biasa

TG - Tanah Gambut

PAC - Powdered Activated Carbon

pHZPC - pH Caj Titik Sifar

Pt.Co - Platinum Cobalt

RBC - Penyentuh Biologi Berputar

RECESS - Pusat Penyelidikan Tanah Lembut

RPM - Pusingan Per Minit

SEM - Mikroskop Imbasan Elektron

SS - Pepejal Terampai

TPSR - Tapak Pelupusan Simpang Renggam

UTHM - Universiti Tun Hussein Onn Malaysia

VFA - Asid Lemak Meruap

WCAT - Water Contact Angle Test

WDPT - Water Drop Penetration Test

WEF - Water Environment Federation

XRF - Analisis Pendarkilau Sinar-X

ZEO - Zeolit

xxxiii

SENARAI SIMBOL

Cb - Kepekatan efluen atau kepekatan bulus mg/L

Ce - Kepekatan pada keseimbangan mg/L

CL - Had kepekatan mg/L

Co - Kepekatan awal mg/L

Ct - Kepekatan bulus pada masa t mg/L

H - Ketinggian bahan penjerap penjerap dalam turus mg/L

k1 - Pemalar kadar pseudo-tertib pertama cm atau m

k2 - Pemalar kadar pseudo-tertib kedua (min-1)

kAB - Pemalar Adams-Bohart (g/mg min)

KF - Pemalar Freundlich (L/mg-min)

kTH - Pemalar Thomas mgg-1(gm-3)n

kYN - Pemalar Yoon-Nelson (mL/min-mg)

ki - Pemalar kadar pembauran intra-partikel (min-1)

KL - Pemalar Langmuir (mg/g min0.5)

n - Pekali dalam persamaan Freundlich m3g-1

No - Kapasiti penjerapan atau kapasiti bulus -

Q - Kadar aliran volumetrik mg/L

qe - Amaun penjerapan pada keseimbangan mL/min

qm - Amaun penjerapan maksimum mg/g

qt - Amaun penjerapan pada masa t mg/g

tb - Masa bulus mg/g

te - Masa tepu minit

Ve - Isipadu turus kosong minit

V0 - Halaju linear cm3 atau m3

X - Jisim penjerap yang digunakan cm/min

Z - Kedalaman lapisan katil turus cm atau m

xxxiv

τ0.50 - Masa bulus pada Ct/Co = 0.50 minit

Ɵ - Sudut sentuhan darjah (°)

xxxv

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK MUKA

SURAT

A Peralatan-peralatan 217

A-1 WDPT 217

A-2 VCA-Optima (AST Products Inc., Billerica,

MA)

217

A-3 Unit peralatan analisis pendarkilau sinar-x

(XRF)

217

A-4 Unit spektrofotometer HACH/DR6000 218

A-5 Botol piknometer, desikator dan pam vakum -

spesifik graviti

218

A-6 Micromeritics Flowsorb II-2300 218

A-7 Desikator dan pam vakum - porositi dan

keserapan air

219

A-8 Spektroskopi inframerah transformasi (FTIR) 219

A-9 Mikroskop imbasan elektron (SEM) dan

mesin penyalut

219

B Pengiraan bagi penyediaan penjerap komposit 220

C Bayangan penjerapan turus lapisan tetap

sebenar dan hasil rawatan larut resapan

dengan penjerap komposit

222

D Pencirian larut resapan di Tapak Pelupusan

Simpang Renggam (TPSR)

223

E Pencirian bahan penjerapan 229

E-1 Analisis WDPT 229

xxxvi

E-2 Analisis WCA 229

E-3 Analisis ketumpatan bahan penjerap (kaedah

konvensional), saiz yang digunakan 150 µm

230

F Pencirian penjerap komposit 230

F-1 Bahan penjerap hidrofobik (Nisbah optimum

bahan penjerap hidrofobik)

230

F-2 Bahan penjerap hidrofilik (Nisbah optimum

bahan penjerap hidrofilik)

231

F-3 Bahan penjerap hidrofobik-hidrofilik (Nisbah

optimum bahan penjerap hidrofobik-

hidrofilik)

232

F-4 Penyingkiran dan kapasiti penjerapan NH3-N


nisbah B

233

F-5 Penyingkiran dan kapasiti penjerapan COD


nisbah B

234

F-6 Ujian-t bagi perbandingan penjerapan NH3-N

dan COD antara media komposit dengan

nisbah A dan nisbah B

236

F-7 Kesan peratusan bahan pengikat-bahan

penjerap terhadap NH3-N dan COD (Nisbah

optimum bahan pengikat-bahan penjerap)

237

F-8 Ujian-t bagi pertambahan peratus OPC dalam

penjerap komposit terhadap penurunan

peratus penyingkiran dan kapasiti penjerapan

untuk NH3-N dan COD

238

F-9 Kesan peratusan kandungan bahan pengikat-

bahan penjerap terhadap porositi dan serapan

air penjerap komposit

239

F-10 Peratusan optimum berat bahan pengikat

simen OPC

239

F-11 Data mentah saiz partikel bahan-bahan

xxxvii

mentah (tanah gambut, batu kapur, zeolit dan

karbon teraktif) yang digunakan

240

F-12 Penentuan saiz partikel bahan-bahan mentah

yang digunakan terhadap NH3-N dan COD

melalui ujian ANOVA

243

F-13 Ciri-ciri fizikal dan kimia penjerap komposit 246

F-14 Ujian ANOVA untuk nilai KPK 251

G Data-data parameter optimum dan ujian

ANOVA (kesan kelajuan goncangan, masa

sentuhan, pH, saiz partikel dan dos penjerap)

253

G-1 Data-data dan ujian ANOVA satu hala bagi

kelajuan goncangan

253


masa sentuhan

257


pH

263


saiz partikel

268


dos penjerap

272

H Kajian isoterma penjerapan bagi penjerap

komposit

278

I Kajian kinetik penjerapan bagi penjerap

komposit

280

J Kajian perbandingan isoterma dan kinetik

penjerapan antara penjerap lain

282

J-1 Kajian perbandingan isoterma penjerapan 282

J-2 Kajian perbandingan kinetik penjerapan 288

K Kajian turus penjerapan lapisan tetap 294

K-1 Lengkung bulus NH3-N dan COD bagi kadar

aliran yang berbeza

294

K-2 Data-data kapasiti bulus terhadap masa tepu,

t0.90 pada kadar aliran 1.5 mL/min penjerap

xxxviii

komposit baharu 298

K-3 Model kinetik penjerapan turus terhadap

lengkung bulus (komposit baharu)

298

K-4 Nyaherapan dan menjana semula penjerap

komposit secara turus penjerapan

299

K-5 Ujian regresi bagi menentukan kekuatan

hubungan antara kepekatan NH3-N dan COD

terhadap pH semasa proses nyaherapan

301

K-6 Model kinetik penjerapan (komposit menjana

semula)

302

K-7 Ujian-t bagi membandingkan antara penjerap

komposit baharu dan komposit menjana

semula (regenerasi) terhadap penyingkiran

NH3-N dan COD

303

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

Penjerapan larut resapan secara karbon teraktif telah diperakui sebagai bahan penjerap

poros yang berkesan untuk menyingkirkan pelbagai jenis bahan pencemar di tapak

pelupusan. Tambahan pula, kaedah ini adalah lebih mudah dan ekonomi kerana ia

adalah proses berbalik dan bahan penjerap dapat menjana semula. Proses penjerapan

ialah suatu fenomena permukaan yang terjadi pada antara muka. Sifat keliangan dan

luas permukaan merupakan dua faktor yang penting dalam proses penjerapan

(Kamaruddin et al., 2015). Pepejal yang mempunyai sifat keliangan dan luas

permukaan tinggi akan mempunyai kuasa penjerapan yang tinggi. Berhubung itu,

harga karbon teraktif di pasaran mengalami peningkatan disebabkan oleh permintaan

yang tinggi. Walaupun karbon teraktif telah mendapat populariti di pasaran masa kini,

terdapat juga beberapa jenis-jenis bahan penjerap yang mendapat perhatian yang

menarik sejak belakangan ini disebabkan oleh unsur yang sedia ada dengan kuantiti

yang banyak, mudah didapati dan diperolehi, dan kestabilan mekanikal yang tinggi

dalam kajian penjerapan. Jadual 1.1 menunjukkan beberapa jenis bahan penjerap yang

telah dilakukan oleh penyelidik sebelum ini dan sasaran parameter dari larut resapan

melalui kajian penjerapan yang setanding dengan karbon terkatif.

2

Jadual 1.1: Bahan penjerap yang digunakan dalam penjerapan larut resapan

Bahan penjerap Sumber Parameter sasaran Rujukan

Zeolit Pembekal tempatan COD Temel & Kuleyin

(2016)

Tanah liat Pembekal tempatan NH3-N Dias et al. (2015)

Damar penukar ion Pembekal tempatan COD dan warna,

ammonia-nitrogen

Bashir et al. (2012;

2010)

Tanah gambut Pembekal tempatan BOD, COD Heavey (2003)

Tanah gambut Pembekal tempatan BOD, COD dan

ammonia-nitrogen

Champagne &

Khalekuzzaman (2014)

ZELIAC (zeolit,

karbon teraktif, batu

kapur dan sekam padi)

Pembekal tempatan

dan sisa pertanian

COD, warna,

ammonia-nitrogen dan

fenol

Mojiri et al. (2014)

Karbon teraktif

butiran-pemanasan

gelombang mikro

Pembekal tempatan

& media semula jadi

COD dan warna Foo et al. (2013)

Kulit kerang Pembekal tempatan COD Daud et al. (2017)

Komposit karbon

teraktif-kulit kerang

Pembekal tempatan COD dan ammonia-

nitrogen

Daud et al. (2017)

Komposit karbon-

mineral

Pembekal tempatan

dan sisa pertanian

COD dan ammonia-

nitrogen

Halim et al. (2012)

Kulit durian-karbon

teraktif (DPAC)

Pembekal tempatan Ammonia-nitrogen Kamaruddin et al.

(2011)

Karbon teraktif dan

batu kapur

Pembekal tempatan Ammonia-nitrogen,

COD, warna dan

ferum

Foul et al. (2009)

Karbon teraktif dan

zeolit

Pembekal tempatan Ammonia-nitrogen,

COD, warna dan

ferum

Aziz et al. (2010)

Pasir silika Pembekal tempatan Ammonia-nitrogen Othman et al. (2010)

Seperti ditunjukkan dalam Jadual 1.1, kebanyakan parameter utama yang

disasarkan dari larut resapan adalah ammonia-nitrogen dan bahan-bahan organik

(dikira sebagai COD). Penyingkiran bahan organik dan bukan organik yang dominan

dalam larut resapan memerlukan satu bahan penjerap yang berkeupayaan untuk

menyingkirkan kedua-dua bahan tersebut. Walau bagaimanapun, karbon teraktif tidak

3

mempunyai kapasiti penjerapan yang mencukupi bagi penyingkiran

ammonia-nitrogen kerana ia terdiri daripada permukaan yang bukan berkutub/bercas

disebabkan keadaan pembuatannya pada suhu yang tinggi menunjukkan kelemahan

bagi beberapa aplikasi tertentu kerana ia membawa kepada saling tindak yang lemah

antara bahan-bahan yang hidrofilik (Halim et al., 2012). Justeru, banyak kajian terkini

telah dilakukan untuk membangunkan kaedah-kaedah pengubahsuaian pada

permukaan karbon teraktif atau menghasilkan media komposit dengan kemampuan

yang meluas untuk menghubungkan kedua-dua penjerap tersebut sama ada berkutub

atau bukan berkutub.

Menurut Foo & Hameed (2010), komposit yang terdiri daripada karbon teraktif

dan zeolit menunjukkan potensi yang baik sebagai bahan penjerap alternatif. Secara

umumnya, zeolit mempunyai permukaan hidrofilik dengan kebolehan menukar ion

kationik dan juga dijadikan sebagai mangkin (Nurazim et al., 2017). Sebaliknya,

karbon teraktif mempunyai permukaan hidrofobik dengan saiz keliangan pada julat

nanometer yang sesuai untuk menjerap sebatian-sebatian organik (Okolo et al., 2000).

Sejak belakangan ini, banyak tumpuan diberikan terhadap pembangunan penjerap

komposit atau penjerap berkos rendah. Penjerap komposit terdiri daripada beberapa

jenis bahan-bahan penjerap yang lain disediakan bukan sahaja untuk memperbaiki

ciri-ciri dan keupayaan penjerapan, tetapi juga untuk menghasilkan penjerap yang

lebih ekonomik dari segi kos bahan mentah dan dapat digunakan berkali-kali selepas

menjalani proses menjana semula. Leboda (1992; 1993) menghasilkan penjerap

komposit berasaskan karbon-mineral yang dapat dianggap sebagai penjerap baharu di

mana struktur dan ciri-ciri penjerapan mungkin berbeza dari komponen individunya.

Pemilihan bahan penjerap yang sedia ada dan mudah didapati di alam semula

jadi bagi rawatan penjerapan merupakan fokus utama untuk menentukan keupayaan

kapasiti penjerapan bagi penyingkiran bahan-bahan organik dan bukan organik dari

larut resapan dan berpotensi dalam proses menjana semula. Tanah gambut adalah

tanah yang terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan sehingga memiliki kadar bahan organik

yang tinggi (Mohamed et al., 2014). Satu lagi sumber yang berpotensi adalah batu

kapur yang mempunyai banyak kegunaan dalam industri pembinaan, pertanian serta

sumber bagi kebanyakan bahan kimia yang digunakan seharian disebabkan oleh

keberkesanannya dan kosnya yang murah (Halim & Ahmad, 2013).

Berdasarkan kajian terkini, karbon teraktif dan zeolit adalah dua bahan

penjerap berkos tinggi dan kurang berkesan bagi penyingkiran masing-masing iaitu

4

bahan organik dan bukan organik. Oleh itu, tanah gambut dan batu kapur dipilih

menggantikan sebahagiannya masing-masing dengan karbon teraktif dan zeolit dalam

penyediaan penjerap komposit. Tanah gambut dan batu kapur adalah sumber bahan

semula jadi yang sedia ada di Malaysia. Kedua-dua bahan penjerap tersebut

mempunyai potensi yang besar untuk digunakan dalam penjerap komposit disebabkan

oleh sifat-sifatnya masing-masing yang hidrofobik dan hidrofilik.

1.2 Penyataan masalah

Larut resapan adalah cecair berwarna coklat kehitaman yang berbau busuk serta

berpotensi untuk memberikan kesan kepada kesihatan manusia dan alam sekitar yang

terdiri daripada pelbagai campuran sebatian kimia terutamanya asid organik dan

ammonium yang berasal daripada perkolasi kelembapan sisa pepejal di tapak

pelupusan (Bove et al., 2015). Teknologi rawatan larut resapan dibahagikan kepada

dua kaedah rawatan secara asasnya iaitu biologi dan fizikal/kimia (Raghab et al.,

2013). Rawatan larut resapan adalah sangat rumit, mahal dan secara umumnya

memerlukan pelbagai proses aplikasi (Bashir et al., 2012). Kaedah rawatan secara

biologi adalah berkesan untuk menyingkirkan sebatian organik dari larut resapan muda

di mana julat nisbah BOD5/COD antara 0.5 hingga 1.0 sebaliknya kurang sesuai

digunakan untuk menyingkirkan ammonia-nitrogen dalam larut resapan stabil

(BOD5/COD < 0.1) (Yao, 2017).

Ammonia-nitrogen dan permintaan oksigen kimia (COD) yang didapati dalam

larut resapan stabil adalah dua parameter sebatian organik refraktori yang sukar untuk

disingkirkan melalui proses rawatan biologi (Nurazim et al., 2017). Keberkesanan

proses rawatan secara biologi menjadi kurang efektif dan kaedah rawatan secara

fizikal-kimia seperti penjerapan karbon teraktif dan pemendakan kimia dilihat menjadi

pilihan yang sesuai untuk merawat larut resapan yang mengandungi nilai kandungan

sebatian organik yang rendah seperti dalam larut resapan stabil.

Kaedah penjerapan karbon teraktif dan pemendakan kimia didapati berkesan

menyingkirkan sebatian organik refraktori dari larut resapan stabil tetapi kurang

berkesan bagi penyingkiran ammonia-nitrogen (Halim et al., 2012). Keperluan kepada

proses menjana semula turus karbon teraktif yang kerap dan harga karbon teraktif yang

mahal menghadkan penggunaannya bagi merawat larut resapan di negara-negara yang

sedang membangun. Penyingkiran ammonia-nitrogen melalui proses penjerapan dapat

5

dilakukan dengan berkesan secara pertukaran kation menggunakan damar penukar ion

atau penukar ion semula jadi seperti zeolit. Zeolit secara relatifnya mahal dan sukar

didapati apabila ia perlu diimport dari negara luar seperti Indonesia kerana tidak wujud

secara semula jadi di Malaysia (Widiastuti et al., 2011).

Ketersediaan tanah gambut dan gabungan yang unik dari sifat biologi, fizikal

dan kimia menjadikannya ia sesuai untuk pelbagai kegunaan, termasuklah

perlindungan alam sekitar (Bartczak et al., 2015). Tanah gambut adalah sejenis tanah

organik yang mempunyai keliangan yang tinggi (Zehra et al., 2015) dan kumpulan

berfungsi yang terdiri daripada kumpulan karboksil, hidroksil dan karbonil yang

menyediakan tapak jerapan bagi logam berat dan sebatian berkutub manakala bahagian

bukan berkutub seperti lilin dan kumpulan metil menjerap molekul organik hidrofobik

(Kalmykova et al., 2014). Kajian terdahulu telah menunjukkan tanah gambut adalah

penjerap yang baik untuk penyingkiran bahan-bahan organik dari larut resapan

(Kalmykova et al., 2014; Heavey, 2003). Penggunaan batu kapur sebagai penjerap

berkos rendah pernah dikaji oleh penyelidik sebelum ini untuk penyingkiran bahan

bukan organik seperti ammonia-nitrogen dari larut resapan (Mojiri et al., 2014; Foul

et al., 2009).

Oleh itu, satu penjerap baharu dibangunkan dalam kajian ini menjanjikan

potensi yang baik bagi teknologi penjerapan. Penjerap komposit yang disediakan

terdiri daripada tanah gambut, batu kapur, zeolit dan karbon teraktif untuk membentuk

penjerap tunggal menggunakan simen Portland biasa sebagai bahan pengikatnya.

Kajian ini dijalankan untuk mengkaji keberkesanan penjerapan turus secara lapisan

tetap terhadap penjerap komposit untuk penyingkiran ammonia-nitrogen dan COD

secara serentak dari larut resapan stabil di Tapak Pelupusan Simpang Renggam

(TPSR) khususnya dan ianya dapat digunakan berkali-kali selepas menjalani proses

penjanaan semula.

1.3 Objektif kajian

Objektif kajian ini adalah untuk menghasilkan penjerap komposit yang berupaya

menyingkirkan ammonia-nitrogen (NH3-N) dan COD dari larut resapan secara

serentak menggunakan tanah gambut, batu kapur, zeolit dan karbon teraktif dalam

penyediaan penjerap komposit. Untuk mencapai objektif tersebut, maka kajian ini

6

melalui beberapa peringkat merangkumi objektif-objektif lain secara khusus bagi

memenuhi capaian seperti berikut:

(i) Menentukan ciri-ciri; larut resapan, penjerap bahan hidrofobik dan bahan

hidrofilik, nisbah optimum gabungan bahan hidrofobik-hidrofilik, nisbah

bahan penjerap-bahan pengikat, dan fizikal-kimia penjerap komposit yang

dihasilkan.

(ii) Menentukan kesan; kelajuan goncangan, masa sentuhan, pH, saiz partikel, dos

penjerap, isoterma dan kinetik penjerapan bagi penjerap komposit seterusnya

membandingkan isoterma dan kinetik penjerapan terhadap penjerap komposit

dengan zeolit, karbon teraktif, campuran karbon teraktif dan zeolit untuk

penjerapan NH3-N dan COD.

(iii) Menentukan tahap penyingkiran dan kesesuaian model bagi reka bentuk

kinetik penjerapan turus lapisan tetap menggunakan penjerap komposit untuk

penjerapan NH3-N dan COD.

(iv) Menguji tahap keupayaan penjerap komposit dalam penjerapan turus lapisan

tetap terhadap proses penjanaan semula dan nyaherapan NH3-N dan COD.

1.4 Skop kajian

Kajian ini memfokuskan kepada rawatan larut resapan di Tapak Pelupusan Simpang

Renggam, Daerah Kluang, Johor, Malaysia (dikelaskan sebagai larut resapan stabil).

Skop kajian adalah seperti berikut:

(i) Empat penjerap yang digunakan dalam kajian ini iaitu tanah gambut (TG), batu

kapur (BK), zeolit (ZEO) dan karbon teraktif (KT). Kesemua penjerap

dikelaskan sama ada bahan-bahan bersifat hidrofobik atau hidrofilik

masing-masing melalui ujikaji pengukuran masa penembusan titik air (WDPT)

dan sudut sentuhan air (WCA).

(ii) Parameter yang diukur dalam kajian ini hanya tertakluk pada

ammonia-nitrogen (NH3-N) dan COD sahaja.

(iii) Kajian optimum secara rawak dilakukan bagi menentukan nisbah penjerap

bahan hidrofobik (KT:TG – 0:4.0, 0.5:3.5, 1.0:3.0, 1.5:2.5, 2.0:2.0, 2.5:1.5,

7

3.0:1.0, 3.5:0.5 dan 4.0:0), bahan hidrofilik (ZEO:BK – 0:40, 5:35, 10:30,

15:25, 20:20, 25:15, 30:10, 35:5 dan 40:0), dan gabungan bahan penjerap

hidrofobik dan hidrofilik (KT-TG:ZEO-BK – 0:8, 1:7, 2:6, 3:5, 4:4, 5:3, 6:2,

7:1 dan 8:0) mengikut isipadu (unit cm3) yang disaring melepasi ayakan < 150

µm pada peringkat penyediaan penjerap komposit manakala operasi parameter

kelajuan goncangan, masa sentuhan, pH adalah berdasarkan keadaan optimum

semasa ujikaji kelompok.

(iv) Simen Portland biasa (OPC) digunakan sebagai bahan pengikat dalam

pembuatan penjerap komposit dan kesan komposisi OPC optimum ditentukan

berdasarkan peratus penyingkiran NH3-N dan COD yang berbeza nisbah

peratusan OPC terhadap bahan penjerap (10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50,

60:40, 70:30, 80:20 dan 90:10) (dikira dalam unit g) pada dos penjerap dan

kepekatan larut resapan yang ditetapkan manakala operasi parameter kelajuan

goncangan, masa sentuhan, pH, saiz partikel adalah berdasarkan keadaan

optimum semasa ujikaji kelompok.

(v) Kajian perbandingan antara media dilakukan bagi menentukan saiz partikel

bahan penjerap yang berbeza (75 µm, 106 µm, 150 µm, 212 µm dan 300 µm)

berdasarkan peratus penyingkiran NH3-N dan COD dengan bahan

pengikat-bahan penjerap optimum, dos penjerap dan kepekatan larut resapan

yang ditetapkan manakala operasi parameter kelajuan goncangan, masa

sentuhan, pH adalah berdasarkan keadaan optimum semasa ujikaji kelompok.

(vi) Kajian optimum hanya memfokuskan kepada kesan kelajuan goncangan, kesan

masa sentuhan, kesan pH, kesan saiz partikel dan kesan dos penjerap

(Jadual 1.2).

Jadual 1.2: Julat bekerja bagi parameter optimum untuk NH3-N dan COD

Parameter pH Masa sentuhan

(min) Kelajuan

goncangan (rpm)

Saiz partikel penjerap

(mm)

Dos penjerap (g)

NH3-N 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10

5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 dan

50

50, 100, 150, 200, 250 dan

300

0.85-1.18, 1.18-2.36, 2.36-3.35, 3.36-4 dan >4

3, 5, 8, 12, 17, 23, 30, 38, 47, 57, 68 dan 80

COD 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10

5, 10, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105,

120, 135 dan 150

50, 100, 150, 200, 250 dan

300

0.85-1.18, 1.18-2.36, 2.36-3.35, 3.36-4 dan >4

3, 5, 8, 12, 17, 23, 30, 38, 47, 57, 68 dan 80

8

(vii) Untuk kajian isoterma, semua ujikaji dilakukan dengan mempelbagaikan

keadaan jisim penjerap dengan isipadu dan kepekatan larut resapan yang

ditetapkan untuk penjerap komposit, zeolit, karbon teraktif, campuran karbon

teraktif dan zeolit bagi tujuan perbandingan bagi NH3-N dan COD (3 g, 5 g,

8 g, 12 g, 17 g, 23 g, 30 g, 38 g, 47 g dan 57 g) manakala operasi parameter

kelajuan goncangan, masa sentuhan, pH dan saiz partikel adalah berdasarkan

keadaan optimum semasa ujikaji kelompok.

(viii) Untuk kajian kinteik, semua ujikaji dilakukan dengan mempelbagaikan masa

sentuhan dengan dos penjerap dan kepekatan larut resapan yang ditetapkan

(NH3-N; 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 25 min, 30 min, 35 min, 40 min,

45 min dan 50 min dan COD; 5 min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min, 60 min,

75 min, 90 min, 105 min, 120 min, 135 min dan 150 min) manakala operasi

parameter kelajuan goncangan, pH dan saiz partikel adalah berdasarkan

keadaan optimum semasa ujikaji kelompok.

(ix) Untuk kajian perbandingan isoterma dan kinetik penjerapan antara penjerap

komposit dengan zeolit, karbon teraktif dan campuran kedua-dua bahan

(karbon teraktif dan zeolit) sahaja, semua ujikaji terhadap zeolit, karbon

teraktif dan campuran kedua-dua bahan (karbon teraktif dan zeolit) dilakukan

pada keadaan optimum yang diperolehi dari ujikaji kelompok penjerapan

komposit.

(x) Kajian penjerapan turus lapisan tetap ke atas penjerap komposit dilakukan

menggunakan turus berdiameter, 4.0 cm dan ketinggian lapisan penjerap,

27.0 cm untuk pelbagai kadar aliran iaitu (1.5 mL/min, 2.0 mL/min,

2.5 mL/min dan 3.0 mL/min) dengan aplikasi model masa sentuhan lapisan

kosong (EBCT) dan data kepekatan NH3-N dan COD melalui lengkung bulus

dianalisis menggunakan tiga model lengkung bulus iaitu model Thomas, model

Yoon–Nelson dan model Adams–Bohart dan menilai kesan kadar aliran yang

berbeza dalam turus penjerapan bagi kedua-dua bahan pencemar tersebut.

(xi) Kajian penjanaan semula penjerapan turus lapisan tetap menggunakan penjerap

komposit dijalankan hanya sekali kitaran sahaja dengan menggunakan larutan

NaCl 0.5 M yang dilaraskan pada pH 12 menggunakan palet NaOH dengan

kadar aliran 1.5 mL/min serta isipadu dan ketinggian yang ditetapkan dan

penyingkiran NH3-N dan COD dikira adalah berdasarkan lengkung bulus yang

dihasilkan.

9

1.5 Kepentingan kajian

Penyelidikan yang dijalankan ini amat penting bagi menyumbangkan teknologi baharu

yang mesra alam dengan mengekalkan aplikasi penjerapan untuk rawatan larut resapan

dan seterusnya dapat menghindarkan daripada wujudnya masalah pencemaran dan

dapat membantu meminimumkan kos pengurusan sisa pepejal di tapak pelupusan.

Kajian ini juga diharap dapat menyediakan pengetahuan asas berkenaan dengan

aplikasi penjerap komposit terutamanya untuk rawatan larut resapan. Sehubungan itu,

kajian ini mengambil inisiatif untuk mewujudkan satu penjerap komposit baharu untuk

merawat larut resapan di Tapak Pelupusan Simpang Renggam dan Malaysia amnya.

Pada masa yang sama, kajian ini juga diharapkan dapat mengurangkan

kebergantungan pada penjerap konvensional iaitu karbon teraktif dan zeolit dalam

rawatan larut resapan di tapak pelupusan serta mengiktiraf potensi sumber penjerap

semula jadi dan sekali gus meletakkan nilai dagangan yang baik terhadap sumber ini.

1.6 Struktur tesis

Tesis ini terbahagi kepada 5 bab iaitu Bab 1 pengenalan, Bab 2 kajian literatur, Bab 3

metodologi kajian, Bab 4 keputusan dan perbincangan dan Bab 5 kesimpulan dan

cadangan.

(i) Bab 1 tertumpu kepada pengenalan dan keperluan kajian. Bab ini menjelaskan

konteks permasalahan kajian yang menjadi teras kepada pembangunan kajian

ini. Dalam bab ini juga objektif kajian dijelaskan dengan lebih mendalam dan

spesifik. Selain itu, skop kajian dan kepentingan kajian juga turut dibincangkan

dalam bab ini.

(ii) Bab 2 merupakan kajian literatur yang meliputi larut resapan dan kaedah

rawatan secara penjerapan dibincangkan secara terperinci.

(iii) Bab 3 menjelaskan kaedah kajian dan prosedur yang berkaitan dengan kajian

keseimbangan kelompok dan kajian turus. Selain itu, kaedah kajian juga

merujuk kepada kaedah persampelan dan kaedah menganalisis data. Bab ini

juga menjelaskan kaedah utama yang digunakan untuk menentukan ciri-ciri

larut resapan dan penjerap yang dihasilkan dalam kajian ini.

10

(iv) Bab 4 pula membentangkan keputusan dan perbincangan di mana dapatan

kajian termasuklah analisis keputusan yang diperolehi daripada ujikaji yang

dijalankan serta pencirian larut resapan dan penjerap komposit yang dihasilkan.

Keberkesanan penyingkiran NH3-N dan COD dari larut resapan dalam ujikaji

penjerapan kelompok dan turus menggunakan penjerap komposit. Keputusan

isoterma dan kinetik penjerapan serta perbandingan antara komposit dengan

zeolit, karbon teraktif dan campuran kedua-duanya. Selain itu, analisis

terhadap kesan kadar aliran yang berbeza serta model kinetik penjerapan yang

bersesuaian bagi ujikaji penjerapan turus dan juga proses penjanan semula

penjerap komposit bagi kebolehgunaan semula.

(v) Bab 5 pula merupakan kesimpulan keseluruhan kajian berdasarkan penemuan

diperolehi dari keputusan dan perbincangan. Selain itu, cadangan untuk kajian

lanjutan juga diberikan dalam bab ini.

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Bab ini dibahagikan kepada empat bahagian utama. Bahagian pertama secara ringkas

menerangkan tentang larut resapan, penjanaan dan penguraian larut resapan, ciri-ciri

larut resapan, bahan-bahan pencemar larut resapan terdiri daripada dua bahan

pencemar utama iaitu sebatian organik (diukur sebagai COD) dan ammonia-nitrogen

dan juga kesan larut resapan terhadap alam sekitar. Manakala, bahagian kedua pula

menerangkan serba ringkas berkaitan kaedah pertukaran ion yang diguna pakai dengan

teknologi penjerapan menjadi fokus utama kepada keseluruhan kajian ini, proses yang

terlibat dalam penjerapan, model-model penjerapan dan faktor-faktor yang

mempengaruhi penjerapan. Bahagian ketiga seterusnya menerangkan berkaitan

dengan ciri-ciri penjerap, tingkah laku penjerap apabila bersentuhan dengan fasa berair

dan penentuan sifat penjerap berdasarkan konsep hidrofobik dan hidrofilik. Akhir

sekali, bahagian ini menerangkan berkaitan bahan-bahan komposit sebagai potensi

bahan penjerapan yang diaplikasikan dalam kajian ini untuk merawat larut resapan

stabil terhadap penyingkiran NH3-N dan COD, dan rumusan keseluruhan beserta hala

tuju penyelidikan.

2.2 Larut resapan

Larut resapan merupakan sejenis cecair yang sangat kompleks, bertoksik, berbahaya

dan tercemar yang terhasil dari penelusan air yang mengalir melalui sisa pepejal di

tapak pelupusan (Daud et al., 2017; Mohammadizaroun & Yusoff, 2014).

12

2.2.1 Penjanaan larut resapan di tapak pelupusan

Pengeluaran larut resapan adalah kebimbangan alam sekitar yang perlu diberi

perhatian serius dan banyak komponen menjadi fokus utama dalam kajian ini. Selepas

dibuang ke tapak pelupusan, sisa pepejal menjalani pelbagai perubahan seperti tindak

balas fizikal, kimia dan biologi (Torretta et al., 2017). Air yang menyusup ke dalam

sisa pepejal, dipadatkan membawa bersama bahan kimia yang boleh diekstrak dan

menjadi air sisa yang dikenali sebagai larut resapan. Penyusupan air berlaku apabila

magnitud daya graviti mengatasi daya pegangan di mana kelembapan air yang tinggi

melebihi daya serapan oleh lapisan sisa pepejal (El-Fadel et al., 2002). Pengeluaran

larut resapan di tapak pelupusan adalah hasil dari pemendakan, penyusupan, larian

permukaan, penyejatan, kapasiti penyimpanan dan proses biokimia. Rajah 2.1

menunjukkan gambarajah skematik keadaan keseimbangan air dalam persekitaran

tapak pelupusan.

Terdapat pelbagai faktor yang menjejaskan penjanaan larut resapan antaranya

komposisi sisa pepejal, penstabilan dan penyarian bahan pencemar oleh penelusan air

(Adhikari & Khanal, 2015; Şchiopu & Ghinea, 2013) termasuklah juga ciri-ciri sisa

pepejal, kehadiran oksigen, kedalaman bahan buangan, kandungan lembapan, suhu

persekitaran, pemprosesan sisa pepejal dan umur tapak pelupusan (Nor Nazrieza et al.,

2015). Jumlah penjanaan larut resapan dapat ditentukan melalui keseimbangan air.

Persamaan keseimbangan air (2.1) mengambil kira semua air yang masuk dan keluar

dari tapak pelupusan (Kulikowska & Klimiuk, 2008; Diaz et al., 2007) dinyatakan

seperti berikut:

L = P – R – Dus – ET – Duw (2.1)

di mana L adalah pengeluaran larut resapan, P adalah pemendakan, R adalah larian

permukaan, Dus perubahan terhadap kelembapan tanah, ET adalah kehilangan

penyejatan sebenar dan Duw adalah perubahan terhadap kandungan lembapan pada

komponen sisa pepejal. Ini juga termasuklah air yang digunakan dalam proses

biokimia dan air yang menyejat melalui gas pelupusan sisa pepejal (Kulikowska &

Klimiuk, 2008; Diaz et al., 2007).

13

Rajah 2.1: Gambarajah skematik larut resapan (Wichitsathian, 2004)

2.2.2 Penguraian larut resapan

Sewaktu dengan umurnya, tapak pelupusan mengalami beberapa fasa penstabilan yang

berlainan. Fasa-fasa ini bergantung kepada proses fizikal, biologi dan kimia yang

berlaku di tapak pelupusan dan proses ini dapat menentukan pengeluaran dan

komposisi larut resapan (Mojiri et al., 2016; Rafizul & Alamgir, 2012; Tatsi &

Zouboulis, 2002). Penguraian larut resapan di tapak pelupusan melalui lima fasa

berturutan yang mempengaruhi komposisi larut resapan ditunjukkan dalam Rajah 2.2

dan Rajah 2.3.

Air simpanan

Curahan Hujan

Air sejatan

Air larian permukaan

Air larian permukaan

Air sejatan Gas Gas

Larut resapan

Air bawah tanah

14

Rajah 2.2: Tahap-tahap utama penguraian bahan-bahan organik dalam larut resapan

(Adhikari & Khanal, 2015)

Fasa I

Fasa II

Fasa III

Fasa IV

Fasa V

PROSES PRODUK

Gas-gas Larut resapan Bahagian

sisa organik

Penguraian aerobik / hidrolisis

Hidrolisis dan penapaian

Asetogenesis

Metanogenesis

Pengoksidaan

CO2, H2O

CH4, CO2

CO2

Asid-asid organik H2,CO2, H2O

Ammoniakal nitrogen

Asid-asid organik H2,CO2

Aerobik

Aerobik

Anaerobik

Aerobik

Aerobik

Anaerobik

15

Rajah 2.3: Perubahan fasa-fasa yang berturutan dalam larut resapan (Environmental Protection Agency, 2000)

I

Kom

posi

si la

rut r

esap

an: P

erat

usan

kep

ekat

an m

aksi

mum

Masa

pH

Aerobik Aerobik Anaerobik

Ammonia

Pecahan selulos boleh biourai

Klorida tegar

Logam berat

COD

Asid lemak meruap

pH

Fasa II III IV V

15

16

Daripada Rajah 2.2 dan 2.3, lima fasa penguraian larut resapan di tapak pelupusan

adalah:

(i) Fasa I – fasa penyesuaian awal (fasa aerobik)

(ii) Fasa II – fasa peralihan

(iii) Fasa III – fasa pembentukan asid (fasa asidogenik)

(iv) Fasa IV – fasa penapaian metana (fasa metanogenik)

(v) Fasa V – fasa matang (fasa pengurangan metana)

Proses penguraian larut resapan adalah kompleks dan berlainan dari satu tapak

ke satu tapak lain yang berterusan dari satu fasa ke satu fasa lain dalam tapak

pelupusan. Proses ini adalah dinamik, setiap perubahan fasa-fasa dalam larut resapan

adalah saling bergantungan antara satu sama lain bagi mewujudkan persekitaran yang

sesuai dengan fasa-fasa sebelumnya.

2.2.3 Ciri-ciri larut resapan

Larut resapan biasanya mengandungi kandungan bahan organik dan bukan organik

terlarut yang tinggi dengan kepekatan yang lebih tinggi dari air bawah tanah (Rafizul

& Alamgir, 2012). Seperti yang dinyatakan sebelum ini, komposisi dan kepekatan larut

resapan adalah bergantung kepada jenis sisa pepejal yang diendapkan, tahap

penstabilan sisa pepejal dan juga umur tapak pelupusan merupakan antara faktor lain

yang juga diambil kira (Lim et al., 2016). Kepekatan larut resapan dikatakan berubah

mengikut peredaran masa setelah tapak pelupusan mengalami penstabilan. Rajah 2.4

memaparkan bayangan yang menunjukkan amaun bahan pencemar dalam larut

resapan yang berubah mengikut peredaran masa. Secara umumnya, bahan organik

terbiourai cenderung untuk mencapai kepekatan puncak dalam larut resapan yang telah

melarut pada tempoh yang lebih awal (bulan) dan kemudiannya akan menurun selepas

itu. Sebaliknya, beberapa bahan pencemar seperti bahan organik terbiourai yang

kurang terlarut dan logam berat seperti besi (ferum) cenderung untuk berterusan dalam

larut resapan selama beberapa tahun (Zin et al., 2014). Di samping itu, kepekatan

bahan pencemar organik dalam larut resapan menurun manakala kepekatan NH3-N

sebaliknya akan meningkat seiring dengan peningkatan umur tapak pelupusan

(Kulikowska & Klimiuk, 2008). Pencirian tapak pelupusan adalah sangat penting

17

kerana ia membantu untuk mengenal pasti kemungkinan jenis perawatan larut resapan

yang sesuai (Nor Nazrieza et al., 2015).

Rajah 2.4: Gambaran yang menunjukkan amaun bahan pencemar dalam larut

resapan (Şchiopu & Ghinea, 2013)

Kajian yang dijalankan oleh Öman & Junestedt (2008) dan Kjeldsen et al.

(2002) menetapkan bahawa komposisi MSW dari sisa pepejal boleh dikategorikan

kepada empat kumpulan sebatian utama yang ditunjukkan dalam Jadual 2.1. Cara lain

untuk mencirikan larut resapan di tapak pelupusan adalah melalui petunjuk kepekatan

nisbah BOD5/COD. Ini menunjukkan bagaimana bahan organik yang berada dalam

larut resapan boleh dibiourai. Walau bagaimanapun tiada nilai piawaian yang

ditetapkan bagi petunjuk tersebut. Lim et al. (2016) dan Nor Nazrieza et al. (2015)

telah menggunakan nisbah BOD5/COD untuk pencirian larut resapan di tapak

pelupusan dibahagikan kepada tiga kategori larut resapan seperti yang ditunjukkan

dalam Jadual 2.2.

Kep

ekat

an b

ahan

pen

cem

ar d

alam

la

rut r

esap

an (m

g/L)

Masa (tahun)

Bahan pencemar terlarut Bahan pencemar

boleh biourai

Bahan pencemar kurang terlarut atau boleh

biourai

18

Jadual 2.1: Bahan-bahan pencemar dalam larut resapan di tapak pelupusan

(Öman & Junestedt, 2008; Kjeldsen et al., 2002)

Kumpulan sebatian

Bahan-bahan pencemar

Sebatian organik terlarut

Metana (CH4), asid lemak meruap (VFA), asid humik (HA) dan asid fulvik (FA).

Makro-komponen

bukan organik

Kalsium (Ca2+), aagnesium (Mg2+), sodium (Na2+), kalium (K+), ammonium (NH4

+), besi (Fe2+), mangan (Mn2+), klorida (Cl-), sulfat (SO42-) dan hidrogen

karbonat (HCO3-). Logam berat Kadmium (Cd2+), kromium (Cr3+), tembaga (Cu2+), plumbum (Pb2+), nikel (Ni2-)

dan zink (Zn2+). Sebatian organik

xenobiotik

Sebatian aromatik, sebatian halogen aliphatik, alkohol, fenol, pestisid, arganofosfat, plasticizers termasuklah Polychlorinated Biphenyls (PCBs),

dioksin, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), sintetik polimer termasuklah polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), nilon dan

lain-lain.

Jadual 2.2: Kestabilan tapak pelupusan mengikut nisbah BOD5/COD

(Lim et al., 2016; Nor Nazrieza et al., 2015)

Jenis larut resapan Muda Pertengahan Stabil Umur tapak pelupusan (tahun) <1 1 – 5 ˃5

pH <6.5 6.5 – 7.5 ˃7.5 COD (mg/L) ˃15000 3000 – 15000 <3000 BOD5/COD 0.5 – 1.0 0.1 – 0.55 <0.1 TOC/COD <0.3 0.3 – 0.5 <0.5

NH3-N (mg/L) <400 400 ˃400 Nitrogen Kjeldahl, TKN (mg/L) 100 – 2000 T.D T.D

Logam berat (mg/L) ˃2 <2 <2 Sebatian organik 80% VFA 5 – 30% VFA + HA + FA HA + FA sahaja

VFA = asid lemak meruap, HA = asid humik, FA = asid fulvik T.D = tidak diperolehi

2.2.3.1 Sebatian organik

Secara umum sebatian organik (diukur dalam COD, mg/L) yang paling tinggi

kepekatannya dalam larut resapan terutamanya semasa fasa pembentukan asid dan fasa

penapaian metana adalah dari kelas asid lemak atau asid karboksilik meruap seperti

asid asetik, asid propionik dan asid butirik yang dihasilkan semasa proses penguraian

19

lemak, protein dan karbohidrat (Halim et al., 2010; Hallbourg et al., 1992) manakala

sebatian humik dan fulvik dalam larut resapan boleh didapati pada fasa matang

(Christensen et al., 1994).

Untuk mengukur tahap kandungan bahan organik dalam larut resapan, BOD

dan COD adalah dua parameter utama yang selalu digunakan (Lim et al., 2016; Nor

Nazrieza et al., 2015). Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kandungan bahan organik

digunakan untuk mencirikan larut resapan di tapak pelupusan adalah berdasarkan

kepada umur tapak pelupusan dan tahap penstabilan di tapak pelupusan. Melalui

nisbah ini tahap penguraian dapat dikenal pasti dan menunjukkan bagaimana

penguraian bahan organik dalam larut resapan.

Larut resapan yang terhasil dari sisa pepejal domestik mengandungi kandungan

bahan organik yang tinggi dan seterusnya meningkatkan kadar kepekatan BOD dan

COD (El-Fadel et al., 2002). Selain itu, kadar kepekatan COD dan BOD sedikit

mempengaruhi disebabkan oleh keadaan cuaca (Inanc et al., 2000). Kenaikan yang

ketara iaitu kadar kepekatan COD dan BOD pada musim panas berbanding musim

hujan kerana pada musim hujan kepekatan COD dan BOD dicairkan oleh hujan

menyebabkan berlakunya penurunan.

Kadar kepekatan COD dan BOD juga berkurangan dalam larut resapan akan

berubah mengikut peningkatan umur tapak pelupusan disebabkan oleh proses

penguraian sisa pepejal yang berlaku secara berterusan di tapak pelupusan (Lim et al.,

2016). Namun begitu, kepekatan BOD mengalami penurunan dengan lebih cepat dan

menghampiri sifar berbanding tahap kepekatan COD yang masih kekal dalam larut

resapan dan kebanyakannya disumbangkan oleh sebatian humik dan fulvik walaupun

proses penguraian jirim organik masih berterusan (El-Fadel et al., 1997).

Nilai nisbah BOD5/COD yang tinggi dalam tapak pelupusan muda

mencadangkan bahawa kebanyakan sebatian organik boleh disingkirkan melalui

rawatan biologi (Renou et al., 2008). Bagi tapak pelupusan stabil dengan nilai nisbah

BOD5/COD yang rendah menunjukkan bahawa sebahagian besar daripada sisa biologi

adalah lengai dan rawatan biologi adalah kurang keberkesanan penyingkirannya (Zin

et al., 2014; Halim et al., 2012).

20

2.2.3.2 Ammonia-nitrogen

Nitrogen terhasil dalam tapak pelupusan melalui protein dari sisa organik iaitu sisa

makanan dan sisa pepejal buangan (Gupta et al., 2015). Protein ini adalah terutamanya

dari bahan organik dalam MSW yang dihasilkan dari kawasan kediaman, dagangan

dan institusi (Şchiopu & Ghinea, 2013; Worrell & Vesilind, 2012). Mikroorganisma

dalam sisa pepejal dihidrolisis dan ditapai oleh protein untuk menghasilkan

ammonia-nitrogen. Proses ini dipanggil sebagai ammonifikasi (Berge et al., 2005).

Hasil hidrolisis dan penapaian dalam larut resapan menyebabkan ammonia-nitrogen

meningkat di tapak pelupusan lama (Kjeldsen et al., 2002). Rajah 2.5 menunjukkan

laluan transformasi nitrogen yang berpotensi dalam persekitaran tapak pelupusan.

Rajah 2.5: Laluan transformasi nitrogen yang berpotensi secara umumnya berlaku

dalam tapak pelupusan (Berge et al., 2005)

NITRIFIKASI

NITROGEN ORGANIK

AMMONIA-NITROGEN

AMMONIA BEBAS

NITROGEN NITRAT NITROGEN NITRIT

AMMONIFIKASI

NITRIFIKASI NITRIFIKASI

PEMERUAPAN

DENITRIFIKASI NITROGEN DIOKSIDA

DENITRIFIKASI

PENGOKSIDAAN ANAEROBIK AMMONIUM (ANAMMOX)

PENGURANGAN NITRAT

21

Daripada Rajah 2.6, ammonifikasi (deaminasi) berlaku dalam perkembangan

dua langkah (Berge et al., 2005). Pada mulanya protein dihidrolisis sama ada oleh

bakteria aerobik atau anaerobik yang menghasilkan asid amino. Kedua, asid amino

ditapai kepada NH3-N, asid meruap dan karbon dioksida (CO2) seperti dalam Rajah

2.6 (Berge et al., 2005). Semasa ammonifikasi, ammonia dibubarkan dalam larut

resapan dan boleh menjalani transformasi yang berbeza seperti pemeruapan, jerapan,

pengoksidaan anaerobik ammonium (ANAMMOX), denitrifikasi, nitrifikasi dan

lain-lain (Berge et al., 2005). Sebagai berlakunya ammonifikasi, pH boleh

berbeza-beza, mengakibatkan sama ada ia menjadi ammonia atau pun ammonium.

Ammonia-nitrogen dalam air atau larut resapan wujud dalam dua bentuk iaitu

ammonia, NH3 pada pH tinggi (ferumk) dan dalam bentuk ion ammonium, NH4+ pada

pH rendah (asidik) masing-masing ditunjukkan melalui persamaan (2.2) dan (2.3).

푁퐻 + 푂퐻 ↔ 푁퐻 + 퐻 푂 (2.2)

푁퐻 + 퐻 푂 = 푁퐻 + 퐻 푂 (2.3)

Rajah 2.6: Proses ammonifikasi (deaminasi) (Berge & Reinhart, 2005)

Amino

Asid

Deaminasi bakteria (Contoh: Spesies citrobacter

22

2.2.4 Kesan larut resapan terhadap alam sekitar

Bahan-bahan pencemar yang telah dihuraikan sebelum ini termasuklah juga kepekatan

bahan-bahan lain yang tidak diingini pada kepekatan yang tinggi dalam larut resapan

berpotensi mencemarkan sistem air permukaan dan air bumi serta mengakibatkan

kesan yang negatif terhadap alam sekitar dan kehidupan manusia (Daud et al., 2017;

Kanawade, 2016; Widiastuti et al., 2011).

Ammonia mempunyai kesan yang bahaya dan toksik terhadap kesihatan

manusia dan juga pada sumber biotik, hanya jika pengambilannya melebihi daripada

kapasiti untuk dinyahtoksikkan dan menetapkan had yang dibenarkan (Gupta et al.,

2015). Pada dos lebih daripada 100 mg/kg berat badan sehari (33.7 mg ion ammonium

per kg berat badan sehari), ammonium klorida mempengaruhi metabolisma dengan

mengalihkan keseimbangan asid-bes, mengganggu penerimaan glukosa dan

mengurangkan kepekaan tisu untuk insulin (Sadegh et al., 2015).

Menurut Berge et al. (2005), pada pH yang tinggi melebihi >6.5, ammonia

makin meningkat dalam bentuk NH3 dan sangat toksik kepada hidupan akuatik (Berge

& Reinhart, 2005). Walau bagaimanapun, pada nilai pH <6.5 ammonia hampir

keseluruhannya dalam bentuk NH4+ dan tidak menyebabkan sebarang kesan buruk

kepada hidupan akuatik. Walau bagaimanapun, keputusan pH yang rendah dalam

persekitaran berasid juga menyebabkan ia bertoksik kepada hidupan akuatik.

Ammonia memainkan peranan penting dalam pertambahan permintaan

oksigen biokimia (BOD) ke dalam air terimaan (Mihelcic & Zimmerman, 2014).

Proses pertukaran ammonia kepada nitrat melalui nitrifikasi menuntut sejumlah besar

oksigen terlarut. Permintaan oksigen yang tinggi ini menyebabkan kesusutan oksigen

terlarut daripada terimaan badan air. Sebagai contoh, persamaan (2.4) di bawah

menunjukkan pengoksidaan NH4+ ke dalam nitrat di mana dua mol O2 digunakan

untuk setiap mol ammonia-nitrogen yang teroksida.

푁퐻 + 2푂 ↔ 푁푂 + 2퐻 + 퐻 푂 (2.4)

23

2.3 Pertukaran ion

Pertukaran ion adalah pertukaran ion-ion berbalik antara fasa cecair dan pepejal di

mana tidak berlaku perubahan tetap dalam struktur pepejal tersebut yang

menggunakan prinsip penjerapan (Gupta et al., 2015). Sebelum dilakukan rawatan

secara pertukaran ion, larut resapan memerlukan proses pra-rawatan secara biologi

(Bashir et al., 2012). Walaupun rawatan secara pertukaran ion tidak begitu meluas

penggunaannya dalam rawatan larut resapan tetapi penggunaannya pernah dilaporkan

di Jerman untuk menyingkirkan bahan organik tak boleh biourai yang mengandungi

sebatian humik (Fettig, 1999).

Rodriguez et al. (2004) telah menggunakan damar penukar ion dari jenis

amberlit XAD-8, XAD-4 dan amberlit IR-120 bersama-sama dengan karbon teraktif

sebagai bahan penjerap untuk menyingkirkan sebatian humik dalam larut resapan

stabil dari Tapak Pelupusan La Zoreda, Sepanyol mendapati penyingkiran COD oleh

damar penukar ion lebih rendah berbanding karbon teraktif kerana penjerapan bahan

organik ke atas damar penukar ion disaingi oleh penjerapan logam-logam berat.

Kajian perbandingan telah dilakukan oleh Lin & Wu (1996) ke atas

penyingkiran NH3-N dari larut resapan antara damar penukar ion dengan kaedah

pengozonan mendapati pengozonan mampu mengubah nitrit kepada nitrat tetapi

kurang berkesan untuk mengubah ammonia kepada nitrat sedangkan kaedah

pertukaran ion mampu mengurangkan kepekatan kedua-dua nitrat dan ammonia.

Kajian yang dilakukan oleh Bashir et al. (2012) menggunakan damar penukar

ion sintetik jenis INDION FFIP MB dari larut resapan stabil di Tapak Pelupusan

Sungai Burung, Pulau Pinang, Malaysia telah berjaya disingkirkan melalui damar

sintetik sehingga 69.4% COD dengan kapasiti penjerapan 3.7 mg/g dan proses

penjerapan dikawal secara penjerapan kimia.

Selain daripada damar sintetik, zeolit adalah satu lagi bahan penjerap yang

digunakan secara meluas untuk penyingkiran ion ammonium (NH4+) dari air sisa

disebabkan oleh ketersediaannya di alam semula jadi. Keberkesanan zeolit untuk

penyingkiran ion ammonium adalah bergantung terhadap kehadiran pelbagai jenis

kation (Cyrus & Reddy, 2011). Sifat pemilihan terhadap ammonium berbanding kation

lain dan beberapa kation ini memberi kesan kepada penyingkiran ion NH4+ jika

terdapat dalam larut resapan (Inglezakis et al., 2005) mengikut urutan adalah; Cs+ >

Rb+ > K+ > NH4+ > Ba2+ > Sr2+ > Na+> Ca2+ > Fe3+ > Al3+ > Mg2+ > Li+.

24

Persamaan (2.5) memaparkan bayangan fasa keseimbangan dalam proses

pertukaran ion manakala Rajah 2.7 menunjukkan bagaimana proses pertukaran ion

berlaku dalam larutan berair.

퐴 + 퐵 ↔ 퐴 + 퐵 (2.5)

Rajah 2.7: Keseimbangan proses pertukaran ion

Apabila penukar ion daripada Rajah 2.7 mengandungi ion ‘A’ bersentuhan

dengan ion ‘B’ dalam keseimbangan fasa berair dapat dicapai. Damar boleh

mengampul atau mengecut untuk menampung perbezaan dalam saiz ion terhidarat dan

tekanan osmosis. Pengangkutan ion di dalam penukar ion adalah dikawal oleh

pembaurannya dan ia berlaku melalui liang atau lompang antara damar matriks

polimer.

Halim et al. (2010) telah mencadangkan penjerapan secara kimia dan

pertukaran ion berlaku ke atas zeolit sebagai bahantara utama dalam media komposit

yang dihasilkannya bagi penyingkiran ion ammonium dari larut resapan memainkan

peranan yang penting bagi kedua-dua kaedah yang digunakan. Oleh itu, kajian ini

menggunakan zeolit sebagai bahantara utama dalam penjerap komposit bagi penukar

ion semula jadi di mana zeolit dari jenis klinoptilolit dianggap sebagai penukar ion

terbaik untuk ammonium (Montalvo et al., 2012) dan huraian terperinci dibincangkan

dalam bahagian 2.5.2.2.1.

Pembilang ion

Se-ion Matriks dengan caj tetap

Keadaan keseimbangan Keadaan mula

RUJUKAN

Abas, S. N. A., Ismail, M. H. S., Kamal, M. L. & Izhar, S. (2013). Adsorption process

of heavy metals by low-cost adsorbent: A review. World Applied Sciences

Journal, 28(11), 1518-1530.

Adeleke, A. O., Latiff, A. A. A., Gheethi, A. A. A. & Daud, Z. (2017). Optimization

of operating parameters of novel composite adsorbent for organic pollutants

removal from POME using response surface methodology. Chemosphere,

174(2017), 232-242.

Adhikari, B. dan Khanal, S. N. (2015). Qualitative study of landfill leachate from

different ages of landfill sites of various countries including Nepal. IOSR

Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology (IOSR-

JESTFT), 9(1), 23-36.

Adon, R., Bakar, I., Wijeyasekera, D. C. & Zainorabidin, A. (2012). Overview of the

sustainable uses of peat soil in Malaysia with some relevant geotechnical

assessments. International Journal of Integrated Engineering-Special Issue on

ICONCEES, 4(3), 38-46.

Ahmad, A. A. & Hameed, B. H. (2010). Fixed-bed adsorption of reactive azo dye onto

granular activated carbon prepared from waste. Journal of Hazardous

Materials, 175(1-3), 298-303.

Ahmadi, S. & Mostafapour, F. K. (2017). Tea waste as a low cost adsorbent for the

removal of COD from landfill leachate: Kinetic Study. Journal of Scientific

and Engineering Research, 4(6), 103-108.

Aksu, Z. & Gonen, F. (2004). Biosorption of phenol by immobilized activated sludge

in a continuous packed bed: prediction of breakthrough curves. Process

Biochemistry, 39(5), 599-613.

199

Alam, M. Z., Ameem, E. S., Muyibi, S. A. & Kabbashi, N. A. (2009). The factors

affecting the performance of activated carbon prepared from oil palm empty

fruit bunches for adsorption of fenol. Chemical Engineering Journal, 155(1-

2), 191-198.

Alias, N. H. M., Halim, A. A. & Wahab, M .I. A. (2011). Penyingkiran boron daripada

larutan berair menggunakan penjerap komposit berasaskan karbon-mineral.

Sains Malaysiana, 40(11), 1271-1276.

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association

(AWWA), Water Environment Federation (WEF) (2012). Standard Methods

for the Examination of Water and Wastewater. Edisi ke-21. Washington, DC.

Anisuzzaman, S. M., Joseph, C. G., Yap, Y. H. T., Krishnaiah, D. & Tay, V. V. (2015).

Modification of commercial activated carbon for the removal of 2,4-

dichlorophenol from simulated wastewater. Journal of King Saud University –

Science, 27(4), 318-330.

ASTM-D-3922-89 (1993) e1, Practice for Estimating the Operating Performance of

Granular Activated Carbon for Removal of Soluble Pollutants from Water,

ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM D4607-14, Standard Test Method for Determination of Iodine Number of

Activated Carbon, ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM D2330-02, Standard Test Method for Methylene Blue Active Substances

(Withdrawn 2011), ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM D3663-03(2008), Standard Test Method for Surface Area of Catalysts and

Catalyst Carriers, ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM D6851-02(2011), Standard Test Method for Determination of Contact pH with

Activated Carbon, ASTM International, West Conshohocken, PA.

Ataman, E., Andersson, M. P., Ceccato, M., Bovet, N. & Stipp, S. L. S. (2016).

Functional group adsorption on calcite: ii. nitrogen and sulfur containing

organic molecules. The Journal of Physical Chemistry C, 120(30), 16597-

16607.

Aziz, H. A., Adlan, M. N., Zahari, M. S. M. & Alias, S. (2004). Removal of

ammoniacal nitrogen (N-NH3) from municipal solid waste leachate by using

activated carbon and limestone. Waste Management & Research, 22(5), 371-

375.

200

Aziz, H. A., Hin, L. T., Adlan, M. N., Zahari, M. S., Alias, S., Ahmed, Foul, A. A. M.

A., Selamat, M. R., Bashir, M. J. K., Yusoff, M. S. & Umar, M. (2011).

Removal of high-strength colour from semi-aerobic stabilized landfill leachate

via adsorption on limestone and activated carbon mixture. Research Journal of

Chemical Sciences, 1(6), 1-7.

Aziz, H. A., Foul, A. A., Isa, M. H. & Hung, Y. T. (2010). Physico-chemical treatment

of anaerobic landfill leachate using activated carbon and zeolite-batch and

column studies. International Journal of Environment and Waste

Management, 5(3/4), 269-285.

Azmi, N., Bashir, M. J. K., Sethupathi, S. & Ng, C. A. (2016). Anaerobic stabilized

landfill leachate treatment using chemically activated sugarcane bagasse

activated carbon: kinetic and equilibrium study. Desalination and Water

Treatment, 57(9), 3916-3927.

Azouaou, N., Sadaoui, Z. & Mokaddem, H. (2014). Removal of lead from aqueous

solution onto untreated coffee grounds: A fixed-bed column study. Chemical

Engineering Transactions, 38, 151-156.

Babic, B., Kokunešoski, M., Gulicovski, J., Prekajski, M., Pantić, J., Mihajlović, A. R.

& Matović, B. (2011). Synthesis and characterization of carbon cryogel/zeolite

composites. Processing and Application of Ceramics, 5(2), 91-96.

Badmus, M. A. O. & Audu, T. O. K. (2009). Periwinkle shell: Based granular activated

carbon for treatment of chemical oxygen demand (COD) in industrial

wastewater. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 87(1), 69-77.

Bandura, L., Franus, M., Józefaciuk, G., & Franus, W. (2015). Synthetic zeolites from

fly ash as effective mineral sorbents for land-based petroleum spills cleanup.

Fuel, 147, 100-107.

Baral, S. S., Das, N., Ramulu, T. S., Sahoo, S. K., Das, S. N. & Roy Chaudhury, G.

(2009). Removal of Cr (VI) by thermally activated weed Salvinia cucullata in

a fixed-bed column. Journal of Hazardous Materials, 161(2-3), 1427-1435.

Bartczak, P., Norman, M., Klapiszewski, L., Karwańska, N., Kawalec, M., Baczyńska,

M., Wysokowski, M., Zdarta, J., Ciesielczyk, F. & Jesionowski, T. (2015).

Removal of nickel (II) and lead (II) ions from aqueous solution using peat as a

low-cost adsorbent: A kinetic and equilibrium study. Arabian Journal of

Chemistry, 2015, 1-14.

201

Bashir, M. J. K., Aziz, H. A., Yusoff, M. S. & Aziz, S. Q. (2012). Color and chemical

oxygen demand removal from mature semi-aerobic landfill leachate using

anion-exchange resin: An equilibrium and kinetic study. Environmental

Engineering Science, 29(5), 297-305.

Benltoufa, S., Fayala, F., Cheikhrouhou, M. & Ben Nasrallah, S. (2007). Porosity

determination of jersey structure. AUTEX Research Journal, 7(1), 63-69.

Berge, N. D., Reinhart, D. R. & Townsend, T. G. (2005). The fate of nitrogen in

bioreactor landfills. Critical Reviews in Environmental Science and

Technology, 35(4), 365-399.

Bhat, I. U. H., Mungkar, A. N., Lee, K. E. & Khanam, Z. (2014). Oil palm root as

biosorbent for heavy metals: biosorption, desorption and isothermal studies.

International Journal of ChemTech Research, 6(1), 163-177.

Björklund, K. & Li, L. (2015). Evaluation of low-cost materials for sorption of

hydrophobic organic pollutants in stormwater. Journal of Environmental

Management, 159(2015), 106-114.

Boehm, H. P. (1994). Some aspects of the surface chemistry of carbon blacks and other

carbons. Carbon, 32(5), 759-769.

Bohart, G. S. & Adams, E. Q. (1920). Some aspects of the behavior of charcoal with

respect to chlorine. Journal of the American Chemical Society,42(3), 523-544.

Boopathy, R., Karthikeyan, S., Mandal, A. B. & Sekaran, G. (2013). Adsorption of

ammonium ion by coconut shell-activated carbon from aqueous solution:

kinetic, isotherm, and thermodynamic studies. Environmental Science and

Pollution Research International, 20(1), 533-542.

Bove, D., Merello, S., Frumento, D., Al-Arni, S., Aliakbarian, B. & Converti, A.

(2015). A critical review of biological processes and technologies for landfill

leachate treatment. Chemical Engineering & Technology, 38(12), 2115-2126.

Bruker AXS. (2007). S4 EXPLORER / S4 PIONEER X-ray Spectrometer. Karlsruhe,

GRMN.

BS-1881-122 (1983). Water absorption of concrete cylinders. British Standards

Institution, London.

BS-1377-2 (1990). Determination of particle density. British Standards Institution,

London.

202

Calero, M., Hernáinz, F., Blázquez, G., Tenorio, G. & Martín-Lara, M. A. (2009).

Study of Cr (III) biosorption in a fixed-bed column. Journal of Hazardous

Materials, 171(1-3), 886-893.

Castilla, C. M. (2004). Adsorption of organic molecules from aqueous solutions on

carbon materials. Carbon, 42(1), 83-94.

Cazetta, A. L., Vargas, A. M., Nogami, E. M., Kunita, M. H., Guilherme, M. R.,

Martins, A. C., Silva, T. L., Moraes, J. G. & Almeida, V. C. (2011). NaOH-

activated carbon of high surface area produced from coconut shell: Kinetics

and equilibrium studies from the methylene blue adsorption. Chemical

Engineering Journal, 174(1), 117-125.

Champagne, P. & Khalekuzzaman, M. (2014). A semi-passive peat biofilter system

for the treatment of landfill leachate. Journal of Water Sustainability, 4(2), 63-

76.

Chapman, H. D. (1965). Cation exchange capacity. In C.A.Black et al. (ed.) Methods

of soil analysis. Agronomy 9: 891-901. Am. Soc. of Agron., Inc. Madison WI.

Chen, S., Yue, Q., Gao, B., Li, Q., Xu, X. & Fu, K. (2012). Adsorption of hexavalent

chromium from aqueous solution by modified corn stalk: A fixed-bed column

study. Bioresource Technology, 113(2012), 114-120.

Chien, S. H. & Clayton, W. R. (1980). Application of Elovich equation to the kinetics

of phosphate release and sorption on soils. Soil Science Society of America

Journal, 44(2), 265-268.

Chowdhury, Z. Z., Hamid, S. B. A. & Zain, S. M. (2015). Evaluating design

parameters for breakthrough curve analysis and kinetics of fixed bed columns

for adsorption studies of Cu(II) cations using lignocellulosic wastes.

BioResources, 10(1), 732-749.

Christensen, T. H.. Kjeldsen, P., Albrechtsen, H. J., Heron, G., Nielsen, P. H., Bjerg,

P. L. & Holm, P. E. (1994). Attenuation of landfill leachate pollutants in

aquifers. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 24(2),

119-202.

Contescu, A., Vass, M., Contescu, C., Putyera, K. & Schwarz, J. A. (1998). Acid

buffering capacity of basic carbons revealed by their continuous pK

distribution. Carbon 36(3), 247-258.

Cooney, D. O. (1998). Adsorption Design for Wastewater Treatment. New York: CRC

Press.

203

Cyrus, J. S. & Reddy, G. B. (2011). Sorption and desorption of ammonium by zeolite:

Batch and column studies. Journal of Environmental Science and Health, Part

A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, 46(4), 408-

414.

Daud, Z., Abubakar, M. H., Kadir, A. A., Latiff, A. A. A., Awang, H., Halim, A. A. &

Marto, A. (2017). Adsorption studies of leachate on cockle shells.

International Journal of GEOMATE, 12(29), 46-52.

Daud, Z., Abubakar, M. H., Kadir, A. A., Latiff, A. A. A., Awang, H., Halim, A. A. &

Marto, A. (2017). Leachate treatment optimization with granular activated

carbon and cockle shells. IJE TRANSACTIONS A: Basics, 30(7), 937-944.

Daud, Z., Ibrahim, F. N. D., Latiff, A. A. A., Ridzuan, M. B., Ahmad, Z., Awang, H.

& Marton, A. (2016). Ammoniacal nitrogen and COD removal using zeolite

feldspar mineral composite adsorbent. International Journal of Integrated

Engineering, 8(3), 9-12.

Deurer, M., Muller, K., Dijssel, C. V. D., Mason, K., Carter, J. & Clothier, B. E.

(2011). Is soil water repellency a function of soil order and proneness to

drought? A survey of soils under pasture in the North Island of New Zealand.

European Journal of Soil Science, 62(6), 765-779.

Dias, J. M., Alvim-Ferraz, M. C. M., Almeida, M. F., Utrilla, J. R. & Polo, M. S.

(2007). Waste materials for activated carbon preparation and its use in

aqueous-phase treatment: A review. Journal of Environmental Management,

85(4), 833-846.

Dias, N. C., Steiner, P. A. & Braga, M. C. B. (2015). Characterization and modification

of a clay mineral used in adsorption tests. Journal of Minerals and Materials

Characterization and Engineering, 3(4), 277-288.

Diaz, L. F., Eggerth, L. L. & Savage, G. M. (2007). Management of solid waste in

developing countries. Padova, Italy: CISA.

Drioli, E., Criscuoli, A. & Curcio, E. (2011). Membrane Contactors: Fundamentals,

Applications and Potentialities. Edisi ke-11. Elsevier Science.

Du, Q., Liu, S., Cao, Z. & Wang, Y. (2005). Ammonia removal from aqueous solution

using natural Chinese clinoptilolite. Separation and Purification Technology,

44(3), 229-234.

204

Dwivedi, C. P., Sahu, J., Mohanty, C., Mohan, B. R., & Meikap, B. (2008). Column

performance of granular activated carbon packed bed for Pb (II) removal.

Journal of Hazardous Materials, 156(1), 596-603.

Ekpete, O. A. & Horsfall, M. JNR. (2011). Preparation and characterization of

activated carbon derived from fluted pumpkin stem waste (Telfairia

occidentalis Hook F). Research Journal of Chemical Sciences, 1(3), 10-17.

Ekpete, O. A., Horsfall, M. JNR. & Tarawou, T. (2011). Evaluation of activated carbon

from fluted pumpkin stem waste for fenol and chlorofenol adsorption in a

fixed–bed micro-column. Journal Applied Science and Environmental

Management, 15(1), 141-146.

El-Fadel, M., Bou-Zeid, B., Chahine, W. & Alayli, B. (2002). Temporal variation of

leachate quality from pre-sorted and baled municipal solid waste with high

organic and moisture content. Waste Management, 22(3), 269-282.

El-Fadel, M., Findikakis, A. N. & Leckie, J. O. (1997). Environmental impacts of solid

waste landfilling. Journal of Environmental Management, 50(1), 1-25.

Environmental Protection Agency (2000). Landfill manuals and Landfill site design

(EPA) [Online] Capaian maklumat pada 14 Disember 2014 dari

https://www.epa.ie/pubs/advice/waste/waste/EPA_landfill_site_design_guide.

pdf

Fettig, J. (1999). Removal of humic substances by adsorption/ion exchange. Water

Science and Technology, 40(9), 171-182.

Foo, K. Y. & Hameed, B. H. (2009). An overview of landfill leachate treatment via

activated carbon adsorption process. Journal of Hazardous Materials, 171(1-

3), 54-60.

Foo, K. Y. & Hameed, B. H. (2010). Insights into the modeling of adsorption isotherm

systems. Chemical Engineering Journal, 156(1), 2-10.

Foo, K. Y., Lee, L. K. & Hameed, B. H. (2013). Batch adsorption of semi-aerobic

landfill leachate by granular activated carbon prepared by microwave heating.

Chemical Engineering Journal, 222(2013), 259-264.

Foul, A. A., Aziz, H. A., Isa, M. H. & Hung, Y. -T. (2009). Primary treatment of

anaerobic landfill leachate using activated carbon and limestone: Batch and

column studies. International Journal of Environment and Waste

Management, 4(3/4), 282-298.

https://www.epa.ie/pubs/advice/waste/waste/EPA_landfill_site_design_guide.

205

Freundlich, H. M. F. (1906). Over the adsorption in solution. Journal of Physical

Chemistry, 57, 385-470.

Gao, J., Kong, D., Wang, Y., Wu, J., Sun, S. & Xu, P. (2013). Production of

mesoporous activated carbon from tea fruit peel residues and its evaluation of

methylene blue removal from aqueous solutions. BioResources, 8(2), 2145-

2160.

HACH (2012). DR/6000 Spectrophotometer User Manual HACH Company, USA.

Halim, A. A. (2008). Olahan Larut Lesapan Semi-Aerobik Menggunakan Penjerap

Komposit Berasaskan Bahan Mineral dan Organik. Universiti Sains Malaysia:

Tesis Ph.D.

Halim, A. A. & Ahmad, M. F. (2013). Isoterma dan kinetik penjerapan boron oleh batu

kapur sebagai penjerap berkos rendah. Sains Malaysiana, 42(12), 1689-1696.

Halim, A. A, Aziz, H. A., Megat Johari, M. A, Ariffin, K. S. & Hung, Y. T. (2009).

Removal of ammoniacal nitrogen and COD from semi-aerobic landfill leachate

using low-cost activated carbon-zeolite composite adsorbent. International

Journal of Environment and Waste Management, 4(3/4), 399-411.

Halim, A. A, Aziz, H. A., Megat Johari, M. A. & Ariffin, K. S. (2010). Comparison

study of ammonia and COD adsorption on zeolite, activated carbon and

composite materials in landfill leachate treatment. Desalination, 262(1-3), 31-

35.

Halim, A. A., Abidin, N. N. Z., Awang, N., Ithnin, A., Othman, M. S. & Wahab, M. I.

(2011). Ammonia and COD removal from synthetic leachate using rice husk

composite adsorbent. Journal of Urban and Environmental Engineering, 5(1),

24-31.

Halim, A. A, Aziz, H. A., Megat Johari, M. A, Ariffin, K. S. & Bashir, M. J. K. (2012).

Semi-aerobic landfill leachate treatment using carbon-minerals composite

adsorbent. Environmental Engineering Science, 29(5), 306-312.

Halim, A. A., Han, K. K. & Hanafiah, M. M. (2015). Removal of methylene blue from

dye wastewater using river sand by adsorption. Nature Environment and

Pollution Technology, 14(1), 89-94.

Halimoon, N. & Yin, R. G. S. (2010). Removal of heavy metals from textile

wastewater using zeolite. Environment Asia 3 (special issue), 124-130.

206

Hallbourg, R. R., Delfino, J. J. & Miller, W. L. (1992). Organic priority pollutants in

groundwater and surface water at three landfills in north central Florida. Water

Air and Soil Pollution, 65(3), 307-322

Haseena, P. V., Padmavathy, K. S., Krishnan, P. R. & Madhu, G. (2016). Adsorption

of Ammonium Nitrogen from Aqueous Systems Using Chitosan-Bentonite

Film Composite. Procedia Technology, 24(2016), 733-740.

Hasfalina, C. B. M., Akinbile, C. O. & Jun, C. X. (2015). Coconut husk adsorbent for

the removal of methylene blue dye from wastewater. BioResources, 10(2),

2859-2872.

Haydara, S., Ferro-Garcıab, M. A., Rivera-Utrillab J. & Jolya J. P. (2003). Adsorption

of p nitrophenol on an activated carbon with different oxidations. Carbon, 41,

387-395.

Heavey, M. (2003). Low-cost treatment of landfill leachate using peat. Waste

Management, 23(5), 447-454.

Hilal, N. M., Emam, A. A., El-Bayaa, A. A., Badawy, N. A. & Zidan, A. E. (2013).

Adsorption of barium and iron ions from aqueous solutions by the activated

carbon produced from mazot ash. Life Science Journal, 10(4), 75-83.

Ho, Y. S. (2006). Isotherms for the sorption of lead onto peat: comparison of linear

and non-linear methods. Polish Journal of Environmental Studies. 15(1), 81-

86.

Ho, Y. S. (2006). Review of second-order models for adsorption systems. Journal of

Hazardous Materials, 136(3), 681-689.

Ho, Y. S. & McKay, G. (2002). Application of kinetic models to the sorption of

copper(II) on to peat. Adsorption Science and Technology, 20(8), 797-815.

Ho, Y. S., Porter, F. & McKay, G. (2002). Equilibrium isotherm studies for the

sorption of divalent metal ions onto peat: copper, nickel and lead single

component systems. Water, Air and Soil Pollution, 141(1), 1-33.

Huang, C. C., Li, H. S. & Chen, C. H. (2008). Effect of surface acidic oxides of

activated carbon on adsorption of ammonia. Journal of Hazardous Materials,

159(2-3), 523-527.

Huang, D. J. & Leu, T. S. (2013). Fabrication of high wettability gradient on copper

substrate. Applied Surface Science, 280(2013), 25-32.

Huat, B. B. K. (2004). Organic and Peat Soil Engineering. Universiti Putra Malaysia

Press.

207

Igwe, J. C. & Abia, A. A. (2007). Adsorption kinetics and intraparticulate diffusivities

for bioremediation of Co (II), Fe (II) and Cu (II) ions from waste water using

modified and unmodified maize cob. International Journal of Physical

Sciences, 2(5), 119-127.

Inanc, B., Calli, B. & Saatci, A. (2000). Characterization and anaerobic treatment of

the sanitary landfill leachate in Istanbul. Water Science and Technology, 41(3)

223-230.

Inglezakis, V. J., Zorpas, A. A., Loizidou, M. D. & Grigoropoulou, H. P. (2005). The

effect of competitive cations and anions on ion exchange of heavy metals.

Separation and Purification Technology, 46(3), 202-207.

Itodo, A. U., Abdulrahman, F. W., Hassan, L. G., Maigandi, S. A. & Itodo, H. U.

(2010). Application of methylene blue and iodine adsorption in the

measurement of specific surface area by four acid and salt treated activated

carbons. New York Science Journal, 3(5), 25-33.

JEOL: Scanning Electron Microscope (2002). Instruction JEOL: Scanning Electron

Microscope. Tokyo, Japan.

Jorgensen, T. C. & Weatherley, L. R. (2003). Ammonia removal from wastewater by

ion exchange in the presence of organic contaminants. Water Research, 37(8),

1723-1728.

Kalmykova, Y., Moona, N., Stromvall, A. M. & Bjorklund, K. (2014). Sorption and

degradation of petroleum hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons,

alkylphenols, bisphenol A and phthalates in landfill leachate using sand,

activated carbon and peat filters. Water Research, 1(56), 246-257.

Kamaruddin, M. A., Yusoff, M. S. & Ahmad, M. A. (2011). Optimization of durian

peel based activated carbon preparation conditions for ammoniacal nitrogen

removal from semi-aerobic landfill leachate. Journal of Scientific & Industrial

Research, 70(7), 554-560.

Kamaruddin, M . A., Yusoff, M. S., Aziz, H. A. & Hung, Y-T. (2015). Sustainable

treatment of landfill leachate. Applied Water Science, 5(2), 113-126.

Kamaruddin, M. A., Yusoff, M. S., Aziz, H. A. & Ismail, M. N. (2013). Preparation

and characterization of composite embedded clinoptilolite for the removal of

color and lead from textile waste water. International Journal of Scientific

Research in Inventions and New Ideas, 1(2), 37-47.

208

Kanawade, S. M. (2016). Treatment on synthetic effluent by using limestone and

granular activated carbon for removal of ammoniacal nitrogen. International

Journal of Advanced Research and Development, 1(3), 55-63.

Karadag, D., Tok, S., Akgul, E., Turan, M., Ozturk, M. & Demir, A. (2008).

Ammonium removal from sanitary landfill leachate using natural Gordes

clinoptilolite. Journal of Hazardous Materials, 153(1-2), 60-66.

Kaur, K, Mor, S. & Ravindra, K. (2016). Removal of chemical oxygen demand from

landfill leachate using cow-dung ash as a low-cost adsorbent. Journal of

Colloid and Interface Sciene, 469(1), 338-343.

Khamidun, M. H. & Fulazzaky, M. A. (2015). Adsorption of phosphate from synthetic

solution onto the limestone in a plug‐flow column. International Journal of

Advanced and Applied Sciences, 2(12), 7‐13.

Kibami, D., Pongener, C., Rao, K. S. & Sinha, D. (2014). Preparation and

characterization of activated carbon from Fagopyrum esculentum Moench by

HNO3 and H3PO4 chemical activation. Der Chemica Sinica, 5(4), 46-55.

Kjeldsen, P., Barlaz, M. A., Rooker, A. P., Baun, A., Ledin, A. & Christensen, T. H.

(2002). Present and long-term composition of MSW landfill leachate: A

review, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 32(4),

297-336.

Kořenková, L. & Urik, M. (2015). Basic soil properties as a factor controlling the

occurrence and intensity of water repellency in rankers of the White

Carpathians. Folia Forestalia Polonica, series A, 57(3), 129-137.

Kulikowska, D. & Klimiuk, E. (2008). The effect of landfill age on municipal leachate

composition. Bioresource Technology, 99(3), 5981-5985.

Kulkarni, S. J. (2013). Removal of organic matter from domestic waste water by

adsorption. International Journal of Science, Engineering and Technology

Research (IJSETR), 2(10), 1836-1839.

Lakhera, S. K., Sree, H. A. & Suman, S. (2015). Synthesis and characterization of 13x

zeolite/ activated carbon composite. International Journal of ChemTech

Research, 7(3), 1364-1368.

Langmuir, I. (1918). The adsorption of gases on plane surface of glass, mica and

platinum, Journal of American Chemical Society, 40(9), 1361-1403.

Leboda, R. (1992). Effect of silica gel quantity on the course of hydrothermal treatment

in an autoclave. Materials Chemistry and Physics, 31(3), 243-255.

209

Leboda, R. (1993). Carbon-mineral adsorbents-new type of sorbents part II. Surface

properties and methods of their modification. Materials Chemistry and

Physics, 34(2), 123-141.

Lei, L., Xiaojuan, L. & Zhang, X. (2008). Ammonium removal from aqueous solutions

using microwave-treated natural Chinese zeolite. Separation and Purification

Technology, 58(3), 359-366.

Leelamanie, D. A. L., Karube, J. & Yoshida, A. (2008). Characterizing water

repellency indices: Contact angle and water drop penetration time of

hydrophobized sand. Soil Science and Plant Nutrition, 54(2), 179-187.

Lim, C. K., Bay, H. H., Neoh, C. H., Aris, A., Majid, Z. A. & Ibrahim, Z. (2013).

Application of zeolite-activated carbon macrocomposite for the adsorption of

Acid Orange 7: isotherm, kinetic and thermodynamic studies. Environmental

Science and Pollution Research, 20(10), 7243-7255.

Lim, C. K., Seow, T. W., Neoh, C. H., Nor, M. H. M., Ibrahim, Z., Ware, I. & Sarip,

S. H. M. (2016). Treatment of landfill leachate using ASBR combined with

zeolite adsorption technology. 3 Biotech, 6(195), 1-6.

Lin, S. H. & Wu, C. L. (1996). Removal of nitrogenous compounds from aqueous

solution by ozonation and ion exchange. Water Research, 30(8), 1851-1857.

Ling, F. N. L., Kassim, K. A., Karim, A. T. A., Tan, C. K. & Tiong, K. P. C. (2014).

Geotechnical Properties of Malaysian Organic Soils: Case Study in Batu Pahat,

Johor. International Journal of Integrated Engineering, 6(2), 52-59.

Lin, W., Tadai, O., Takahashi, M., Sato, D., Hirose, T., Tanikawa, W., Hamada, Y. &

Hatakeda, K. (2015). An experimental study on measurement methods of bulk

density and porosity of rock samples. Journal of Geoscience and Environment

Protection, 3(2015), 72-79.

Liu, Q. -S., Zheng, T., Wang, P., Jiang, J. -P. & Li, N. (2010). Adsorption isotherm,

kinetic and mechanism studies of some substituted phenols on activated carbon

fibers. Chemical Engineering Journal, 157(2-3), 348-356.

Manocha, S. M. (2003). Porous carbons. Sadhana, 28(1-2 ), 335-348.

Marczewska, A. D., Goworek, J., Swiaztkowski, A. & Buczek, B. (2004). Influence

of differences in porous structure within granules of activated carbon on

adsorption of aromatics from aqueous solutions. Carbon, 42(2), 301-306.

Marmur, A. (2006). Soft contact: Measurement and interpretation of contact angle.

Soft Matter, 2, 12-17.

210

Marsh, H. & Rodriguez-Reinoso, F. (2006). Activated Carbon. Amsterdam: Elsevier

Science & Technology Books.

Mashal, A., Dahrieh, J. A., Ahmad, A. A., Oyedele, L, Haimour, N., Ali, A. A. H. &

Rooney, D. (2014). Fixed-bed study of ammonia removal from aqueous

solutions using natural zeolite. World Journal of Science, Technology and

Sustainable Development, 11(2), 144-158.

McKay, G. & Bino, M. J. (1990). Fixed bed adsorption for the removal of pollutants

from water. Environmental Pollution, 66(1), 33-53.

Metcalf & Eddy, INC. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse

(McGraw Hill series in civil and environmental engineering). Edisi Keempat.

New York: McGraw-Hill.

Mihelcic, R. J. & Zimmerman, B. J. (2014). Environmental Engineering:

Fundamentals, Sustainability, Design. Edisi Kedua. Wiley.

Mohamed, R. M. S. R., Chan, C. M., Senin, H. & Kassim, A. H. M. (2014). Feasibility

of the direct filtration over peat filter media for bathroom greywater treatment.

Journal of Materials and Environmental Science, 5(6), 2021-2029.

Mohammadizaroun, M. & Yusoff, M. S. (2014). Review on landfill leachate treatment

using physical-chemical techniques: their performance and limitations.

International Journal of Current Life Sciences, 4(12), 12068-12074.

Mojiri, A. (2011). Review on membrane bioreactor, ion exchange and adsorption

methods for landfill leachate treatment. Australian Journal of Basic and

Applied Sciences, 5(12), 1365-1370.

Mojiri, A., Aziz, H. A., Zaman, N. Q., Aziz, S. Q. & Zahed, M. A. (2014). Powdered

ZELIAC augmented sequencing batch reactors (SBR) process for co-treatment

of landfill leachate and domestic wastewater. Journal of Environmental

Management, 139, 1-14.

Mojiri, A., Aziz, H. A., Zaman, N. Q., Aziz, S. Q. & Zahed, M. A. (2016). Metals

removal from municipal landfill leachate and wastewater using adsorbents

combined with biological method. Desalination and Water Treatment, 57(6),

2819-2833.

Montalvo, S., Guerrero, L., Borja, R., Sánchez, E., Milán, Z., Cortés, I. & Delala

Rubia, M. A. (2012). Application of natural zeolites in anaerobic digestion

processes: A review. Applied Clay Science, 58(2012), 125-133.

211

Motling, S, Mukherjee, S. N. & Dutta, A. (2014). Removal of phenolic compound and

cod from landfill leach ate by commercial activated carbon. International

Journal of Engineering Research & Technology, 3(2), 2880-2888.

Na, Q., Xiangyang, S., Xinhui, Q. & Zhou, Y. (2016). Effects of peat and mushroom

residues on removing ammonia-nitrogen and total phosphorus in wastewater.

Nature Environment and Pollution Technology, 15(4), 1373-1380.

Nor Nazrieza, M. S., Siti Rohana, M. Y., Subramaniam, K., Hazilia, H. & Amir

Herberd, A. (2015). Characterization of leachate from Panchang Bedena

landfill, Batang Padang landfill and Matang landfill: A comparative study.

Malaysian Journal of Science, 34 (1), 69-77.

Nguyen, M. L. & Tanner, C. C. (1998). Ammonium removal from wastewaters using

natural New Zealand zeolites. New Zealand Journal of Agricultural Research,

41(3), 427-446.

Nguyen, P. T., Nguyen, T. A., Bhandari, B. & Prakash, S. (2016). Comparison of solid

substrates to differentiate the lubrication property of dairy fluids by tribological

measurement. Journal of Food Engineering, 185, 1-8.

Nurazim, I., Hanidi, A. A. & Mohd, S. Y. (2017). Adsorption of UV254 in Kerian

River water onto ZeliacTM: Analysis using linear and non-linear forms of

isotherm models. Global NEST Journal, 19(1), 74-81.

Oboh, I. O., Aluyor, E. O. & Audu, T. O. K. (2013). Second-order kinetic model for

the adsorption of divalent metal ions on Sida acuta leaves. International

Journal of Physical Sciences, 8(34), 1722-1728.

Okolo, B., Park, C. & Keane, M. A. (2000). Interaction of fenol and chlorofenols with

activated carbon and synthetic zeolites in aqueous media. Journal of Colloid

and Interface Science, 226(2), 308-317.

Olorunfemi, I. E., Ogunrinde, T. A. & Fasinmirin, J. T. (2014). Soil hydrophobicity:

an overview. Journal of Scientific Research & Reports, 3(8), 1003-1037.

Öman, C. B. & Junestedt, C. (2008). Chemical characterization of landfill leachates –

400 parameters and compounds. Waste Management, 28(10), 1876-1891.

Othman, E., Yusoff, M. S., Aziz, H. A., Adlan, M. N., Bashir, M. J. K. & Hung, Y. -

T. (2010). The effectiveness of silica sand in semi-aerobic stabilized landfill

leachate treatment. Water, 2(4), 904-915.

212

Park, S-. J. & Kim, B-. J. (2005). Ammonia removal of activated carbon fibers

produced by oxyfluorination. Journal of Colloid and Interface Science, 291(2),

597-599.

Perkin Elmer SCIEX. (2005). ELAN 9000 ICP-MS. Shelton, CT.

Perkin Elmer (2005). Spectrum 100 Series User’s Guide. UK.

Pizarro, C., Rubio, M. A., Escudey, M., Albornoz, M. F., Munoz, D., Denardin, J. &

Fabris, J. D. (2015). Nanomagnetite-zeolite composites in the removal arsenate

from aqueous systems. Journal of the Brazilian Chemical Society, 26(9), 1887-

1896.

Polemio, M. & Rhoades, J. D. (1977). Determining cation exchange capacity: A new

procedure for calcareous and gypsiferous soils. Soil Science Society of America

Journal, 41(3), 524-528.

Qiu, H., Lu, L., Pan, B-. C., Zhang, Q-. J., Zhang, W-. M. & Zhang, Q-. X. (2009).

Critical review in adsorption kinetic models. Journal of Zheijiang University

SCIENCE A, 10(5), 716-724.

Rafizul, I. M. & Alamgir, M. (2012). Characterization and tropical seasonal variation

of leachate: Results from landfill lysimeter studied, Waste Management,

32(11), 2080-2095.

Raghab, S. M., El-Meguid, A. M. A. & Hegazi, H. A. (2013). Treatment of leachate

from municipal solid waste landfill. HBRC Journal, 9(2), 187-192.

Rahmani, A. R., Samadi, M. T. & Ehsani, H. R. (2009). Investigation of clinoptilolite

natural zeolite regeneration by air stripping followed by ion exchange for

removal of ammonium from aqueous solutions. Iranian Journal Of

Environmental Health Science & Engineering, 6(3), 167-172.

Renou, S., Givaudan, J. G., Poulain, S., Dirassouyan, F. & Moulin, P. (2008). Landfill

leachate treatment: review and opportunity. Journal of Hazardous Materials,

150(3), 468-493.

Rodriguez, J., Castrillon, L., Maranon, E., Sastre, H. & Fernandez, E. (2004). Removal

of non-biodegradable organic matter from landfill leachate by adsorption.

Water Research, 38(14-15), 3297-3303.

Rout, P. R., Dash, R. R. & Bhunia, P. (2014). Modelling and packed bed column

studies on adsorptive removal of phosphate from aqueous solutions by a

mixture of ground burnt patties and red soil. Advances in Environmental

Research, 3(3), 231-251.

213

Sadegh, H., Yari, M., Ghoshekandi, R. S., Ebrahimiasl, S., Maazinejad, B., Jalili, M.

& Chahardori, M. (2014). Dioxins: a review of its environmental risk. Pyrex

Journal of Research in Environmental Studies, 1(1), 1-7.

Santosa, S. J., Sudiono, S. & Sujandi, S. (2006). Peat soil humic acid immobilization

on silica gel and its application as an adsorbent for the selective adsorption of

copper. e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 4(2006), 602-608.

Sayed, Y. E. & Bandosz, T. J. (2004). Adsorption of valeric acid from aqueous solution

onto activated carbons: role of surface basic sites. Journal of Colloid and

Interface Science, 273(1), 64-72.

Şchiopu, A. M. & Ghinea, C. (2013). Municipal solid waste management and

treatment of effluents resulting from their landfilling. Environmental

Engineering and Management Journal, 12(8), 1699-1719.

Shang, J., Flury, M., Harsh, J. B. & Zollars, R. L. (2008). Comparison of different

methods to measure contact angles of soil colloids. Journal of Colloid and

Interface Science, 328(2), 299-307.

Shukla, P. R., Wang, S., Ang, H. M. & Tade, M. O. (2009). Synthesis, characterisation,

and adsorption evaluation of carbon-natural-zeolite composites. Advanced

Powder Technology, 20(3), 245-250.

Singh, S., Srivastava, V. C. & Mall, I. D. (2009). Fixed-bed study for adsorptive

removal of furfural by activated carbon. Colloids and Surfaces A:

Physicochemical and Engineering Aspects, 332(1), 50-56.

Sivakumar, D. (2013). Adsorption study on municipal solid waste leachate using

Moringa oleifera seed. Journal of Environmental Science and Technology,

10(1), 113-124.

Sotelo, J. L., Rodriguez, A., Alvarez, S. & Garcia, J. (2012). Modeling and elimination

of atenolol on granular activated carbon in fixed bed column. International

Journal of Environmental Research, 6(4), 961-968.

Steenhuis, T. S., Rivera, J. C., Hernández, C. J. M., Walter, M. T., Bryant, R. B. &

Nektarios, P. (2001). Water repellency in New York State soils. International

Turfgrass Society Research Journal, 9, 624-628.

Stoeckli, F. & Cleary, D. H. (2001). On the mechanisms of phenol adsorption by

carbons. Russian Chemical Bulletin, 50(11), 2060-2063.

214

Suliman, W., Harsh, J. B., Lail, N. I. A., Fortuna, A. M., Dallmeyer, I. & Perez, M. G.

(2016). Influence of feedstock source and pyrolysis temperature on biochar

bulk and surface properties. Biomass and Bioenergy, 84(2016), 37-48.

Suzuki, M. (1990). Adsorption Engineering. Kodansha-Tokyo: Elsevier Science.

Świątek, M. Z. & Malińska, K. (2010). Removal of ammonia by clinoptilolite. Global

NEST Journal, 12(3), 256-261.

Syafalni, S., Abustan, I., Dahlan, I., Wah, C. K. & Umar, G. (2012). Treatment of dye

wastewater using granular activated carbon and zeolite filter. Modern Applied

Science, 6(2), 37-51.

Tang, B. L., Bakar, I. & Chan, C. M. (2011). Reutilization of organic and peat soils by

deep cement mixing. International Journal of Environmental, Ecological,

Geological and Geophysical Engineering, 5(2), 21-26.

Tang, X., Zhou, Y., Xu, Y., Zhao, Q. & Lu, J. (2010). Sorption of polycyclic aromatic

hydrocarbons from aqueous solution by hexadecyltrimethylammonium

bromide modified fibric peat. Journal of Chemical Technology and

Biotechnology, 85(8), 1084-1091.

Tatsi, A. A. & Zouboulis, A. I. (2002). A field investigation of the quantity and quality

of leachate from a municipal solid waste landfill in a Mediterranean climate

(Thessaloniki, Greece), Advances in Environmental Research, 6(3), 207-219.

Temel, F. A. & Kuleyin, A. (2016). Ammonium removal from landfill leachate using

natural zeolite: kinetic, equilibrium, and thermodynamic studies. Desalination

and Water Treatment, 57(50), 23873-23892.

Thomas, G. W. (1982). Exchangeable cations. In A.L. Page (ed.). Methods of soil

analysis, Part 2, Second Edition, Agronomy Monograph 9, American Society

of Agronomy, Madison, WI.

Thomas, H. C. (1944). Heterogeneous Ion Exchange in a Flowing System. Journal of

the American Chemical Society, 66(10), 1664-1666.

Thomas, J. M. dan Thomas, W. J. (1997). Principle and Practice of Heterogeneous

Catalysis. Weinheim: VCH.

Toles, C. A., Marshall, W. E., Johns, M. M., Wartelle, L. H. & McAloon, A. (2000).

Acid-activated carbons from almond shells: physical, chemical and adsorptive

properties and estimated cost of production. Bioresource Technology, 71(1),

87-92.

215

Torres, A. L., Correa, E. M. C., González, C. F., Franco, M. F. A. & Serrano, V. G.

(2012). On the use of a natural peat for the removal of Cr(VI) from aqueous

solutions. Journal of Colloid and Interface Science, 386(1), 325-332.

Toretta, V., Ferronato, N., Katsoyiannis, I. A., Tolkou, A. K. & Airoldi, M. (2016).

Novel and conventional technologies for landfill leachates treatment: a review.

Sustainablity, 9(9), 1-39.

USACE (U.S. Army Corps of Engineers), (2001). Adsorption Design Guide,

Engineering And Design. [Online] Department Of The Army DG 1110-1-2.

Capaian maklumat pada 18 Disember 2014 dari http:

//www.publications.usace.army.mil/USACEPublications/EngineerDesign

Guides.aspx

Valsaraj, K. T. & Melvin, E. M. (2009). Elements of Environmental Engineering:

Thermodynamics and Kinetics. Edisi Ketiga, New York: CRC Press.

Villafranco, E. Z., Quintal, I. D. B., Salazar, S. G., Quintal, M. B., Correa, H. E. S. &

Rodríguez, J. M. S. (2014). Adsorption kinetics of matter contained in a

leachate using eggshell and activated carbon. Journal of Environmental

Protection, 5(7), 608-619.

Wang, S., Zhu, Z. H., Coomes, A., Haghseresht, F. & Lu, G. Q. (2005). The physical

and surface chemistry characteristic of activated carbon and the adsorption of

methylene blue from wastewater. Journal of Colloid and Interface Science,

284(2), 440-446.

Weber, W. J. & Morris, J. C. (1963). Kinetics of adsorption on carbon from solution.

Journal of the Sanitary Engineering Division, American Society of Civil

Engineering, 89(1), 31-60.

Wichitsathian, B. (2004). Application of Membrane Bioreactor Systems for Landfill

Leachate Treatment. Asian Institute of Technology: Tesis Ph.D.

Widiastuti, N., Wu, H., Ang, M. & Zhang, D. (2011). Removal of ammonium from

greywater using natural zeolite. Desalination, 277(1-3), 15-23.

Winarna, Murtilaksono, K., Sabiham, S., Sutandi, A & Sutarta, E. S. (2016).

Hydrophobicity of Tropical Peat Soil from an Oil Palm Plantation in North

Sumatra, Journal of Agronomy, 15(3), 114-121.

Worch, E. (2012). Adsorption Technology in Water Treatment: Fundamentals,

Processes, and Modeling. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH and Co.

KG.

http://www.publications.usace.army.mil/USACEPublications/EngineerDesign

216

Worrell, W. A. & Vesilind, P. A. (2012). Solid Waste Engineering. Edisi Kedua.

Cengage Learning, Stamford.

Yao, P. (2017). Perspectives on technology for landfill leachate treatment. Arabian

Journal of Chemistry, 10(2), 2567-2574.

Yoon, Y. H. & Nelson, J. H. (1984). Application of gas adsorption kinetics: Part 1, A

theoretical model for respirator cartridge service time. American Industrial

Hygiene Association Journal, 45(8), 509-516.

Yuan, Y. & Lee, T. R. (2013). Contact Angle and Wetting Properties. Springer Series

in Surface Sciences.

Zainorabidin, A. & Mansor, S. H. (2016). Investigation on the shear strength

characteristic at Malaysian peat. ARPN Journal of Engineering and Applied

Sciences, 11(3), 1600-1606.

Zainorabidin, A. & Wijeyesekera, D. C. (2007). Geotechnical challenges with

Malaysian peat. Advances in Computing and Technology, The School of

Computing and Technology 2nd Annual Conference. Proceedings of the AC &

T, pp. 252-261.University of East London. London.

Zakaria, N. F., Majid, Z. A., Ramli, Z., Jaafar, J., Aris, A., Talib, J. & Ali, R. (2016).

Adsorbent from waste and natural deposits for paraquat removal in water.

Malaysian Journal of Analytical Sciences, 20(3), 469-476.

Zehra, T, Lim, L. B. L. & Priyantha, N. (2015). Removal behavior of peat collected

from Brunei Darussalam for Pb(II) ions from aqueous solution: equilibrium

isotherm, thermodynamics, kinetics and regeneration studies. Environmental

Earth Sciences, 74(3), 2541-2551.

Zendelska, A., Golomeova, M., Blazev, K., Krstev, B., Golomeov, B. & Krstev, A.

(2014). Kinetic studies of zinc ions removal from aqueous solution by

adsorption on natural zeolite. International Journal of Science Environment,

3(4), 1303-1318.

Zin, N. S. M., Aziz, H. A., Adlan, M. N., Ariffin, A., Yusoff, M. S. & Dahlan, I. (2014).

Treatability study of partially stabilized leachate by composite coagulant

(prehydrolyzed iron and tapioca flour). International Journal of Scientific

Research in Knowledge, 2(7), 313-319.

potensi tanah gambut, batu kapur, zeolit dan …eprints.uthm.edu.my/10253/1/mohd_arif_rosli.pdf ·...

Documents